0. 基本结构#

在核心模式中都是基于函数编写的，但是在ACM模式下需要按照以下这种格式：

// 手动导包
import java.util.*;

public class Main{
    public static void main(String[] args){
       	// 处理输入
        
       	// 核心逻辑
        
        // 处理输出
    }
}

1. 基本的包#

1.1 java.lang#

java.lang 是 Java 核心包，包含了 Java 中最基础的类和接口，默认自动导入，无需显式引入。

• 核心类
  • Object：所有类的父类。
  • String：不可变的字符串类。
  • StringBuilder 和 StringBuffer：可变字符串。
  • Math：提供数学运算方法。
  • System：提供系统级操作，例如输入输出、环境变量、内存管理等。
  • Runtime：与 JVM 交互。
  • Thread 和 Runnable：用于创建和管理线程。
  • Class：表示类的运行时信息。
• 基本类型包装类
  • 如：Integer、Double、Boolean 等，用于将基本数据类型转换为对象。
• 异常类
  • Exception 和 Error：异常处理的核心类。

1.2 java.util#

1. 集合框架#

• Collection：所有集合接口的根接口。
• List：有序集合，允许重复元素。实现类有：
• Set：不允许重复元素的集合。实现类有：
• Queue：支持队列操作的集合接口。实现类有：
• Map：键值对集合。实现类有：

2. 工具类#

• Arrays：操作数组的工具类，提供排序、搜索、复制等方法。
• Objects：操作对象的工具类，提供对空值的安全处理。
• Collections：提供集合操作的静态方法，例如排序、查找、同步化等。

3. 其他#

• Scanner：用于从输入流读取数据。
• Formatter：格式化字符串的工具。

1.3 java.math#

提供精确的数学运算，特别是高精度需求。

• BigDecimal：高精度的浮点运算。
• BigInteger：支持任意大小的整数运算。
• Math：基本数学运算。

2. 输入与输出#

2.1 输入#

由于输入都是系统的输入流中读取，通常需要创建一个Scanner sc = new Scanner(System.in)来读取数据

基本类型输入#

• nextInt()：读取整数（int）。
• nextLong()：读取长整数（long）。
• nextDouble()：读取双精度浮点数（double）。
• nextFloat()：读取单精度浮点数（float）。
• nextBoolean()：读取布尔值（true 或 false）。

字符串输入#

• next()：读取下一个单词（以空白字符为分隔符）。
• nextLine()：读取整行输入（包括空格）。

判断是否有下一个输入#

• hasNextInt()：检查是否有下一个整数。
• hasNextDouble()：检查是否有下一个双精度浮点数。
• hasNextLine()：检查是否有下一行。
• hasNext()：检查是否有下一个标记（Token）。

2.2 输出#

基本的输出方法#

System.out 是标准输出流（PrintStream 类的实例），用于将内容输出到控制台。

• 常用方法：
  • System.out.print(String s)：输出字符串，不换行。
  • System.out.println(String s)：输出字符串，并换行。
  • System.out.printf(String format, Object... args)：格式化输出。

示例：

public class Main {
    public static void main(String[] args) {
        System.out.print("Hello"); // 不换行
        System.out.println(" World!"); // 输出后换行
        System.out.printf("I have %d apples and %.2f dollars.%n", 5, 10.50); // 格式化输出
    }
}

输出：

Hello World!
I have 5 apples and 10.50 dollars.

格式说明符#

格式修饰符#

3. 常用类方法#

3.1 字符串处理#

1. String 类#

String 是 Java 中用于表示字符序列的不可变类。一旦 String 对象被创建，其内容无法被更改。

常用方法

• length()：获取字符串长度。
• charAt(int index)：获取指定索引处的字符。
• substring(int beginIndex, int endIndex)：截取子字符串。
• indexOf(String str)：查找子字符串的索引。
• toUpperCase() 和 toLowerCase()：转换大小写。
• trim()：去除字符串两端的空格。
• replace(CharSequence target, CharSequence replacement)：替换子字符串。
• split(String regex)：根据正则表达式分割字符串。

2. StringBuilder 类#

StringBuilder 是一个可变类，用于高效地操作字符串内容。

常用方法

• append(String str)：在末尾追加字符串。
• insert(int offset, String str)：在指定位置插入字符串。
• delete(int start, int end)：删除指定范围内的字符。
• replace(int start, int end, String str)：替换指定范围内的字符。
• reverse()：反转字符串。
• toString()：将 StringBuilder 对象转换为 String。

3. 正则表达式#

元字符#

字符类#

量词#

边界条件#

在Java中使用#

使用 String 类

• split(String regex)：按正则表达式分割字符串。
• matches(String regex)：检查字符串是否完全匹配正则表达式。
• replaceAll(String regex, String replacement)：替换所有匹配的部分。
• replaceFirst(String regex, String replacement)：替换第一个匹配的部分。

3.2 队列#

1. 优先队列#

在 Java 中，PriorityQueue 是一个基于优先级的队列，位于 java.util 包中。它实现了 Queue 接口，是一个最小堆（min-heap）的实现，用于按优先级顺序存储元素。

• 元素的优先顺序由其自然顺序（Comparable 实现）或自定义比较器（Comparator）决定。
• 队列的头部是按优先级排序的最小元素。

常用方法

自定义排序

// lambda表达式
PriorityQueue<Integer> pq = new PriorityQueue<>(
    (a, b) -> a - b)
);

返回值含义：

1. 负值（< 0）：表示 a 的优先级 小于 b，即 a 排在 b 前面。
2. 零（== 0）：表示 a 和 b 的优先级 相等，它们的相对顺序可以视为相同。
3. 正值（> 0）：表示 a 的优先级 大于 b，即 a 排在 b 后面。

3.3 流处理#

1. 将集合转化成数组#

ArrayList<Integer> list = new ArrayList<>();
int[] array = list.stream().mapToInt(Integer::intValue).toArray();