ITAT编程习题分析.doc

习题分析
ITAT第二届：
1、 编写一个Java程序要求：开启一个文本文件，一次读取其内的一行文本。令每一行形成一个String，并将读出的String对象置于LinkedList中。请以相反次序印出LinkedList内的所有文本行。 问题分析：1、需要IO流BufferedReader和FileReader类，通过IO流访问文本文件的每一行。2、Java框架中的LinkedList对象存储每一行。知道文本文件读完。3、通过LinkedList类的listIterator(int size)来实现遍历，通过hasPrevious()和previous()来实现逆序输出。
2、 用LinkedList实现一个stack，实现其中的push(),top（）和pop（）方法;其中push()实现向栈中加入一个元素，top（）实现得到栈的最顶元素，pop()实现删除最顶元素。 问题分析：Stack的特征是：先进后出；通过LinkedList类的addLast(obj)方法实现push()方法；通过getLast()方法实现top()方法，通过removeLast()实现pop()方法。
3、 为Thread撰写两个子类，其中一个的run()在启动后取得第二个Thread object reference，然后调用wait()。另一个子类的run()在过了数秒之后调用notifyAll()，唤醒第一个线程，使第一个线程可以印出消息。 问题分析：1、ThreadSon和ThreadMain类实现Thread类。2、通过启动ThreadMain类的线程来调用ThreadSon线性。3、在ThreadSon类中定义ThreadMain类的对象main，通过对main对象的控制（锁旗标）实现运行ThreadSon后在运行ThreadMain类。4、具体实现： public class MainThread extends Thread
{
public void run()
{
sonThread son=new sonThread(this); //定义子线程的对象
son.start(); //在主线程中调用子线程
System.out.println("主线程等待...");
synchronized(this) //如果获得子线程的锁旗标就等待
{
wait();
System.out.println("主线程启动...");
sleep(3000);
System.out.println("主线程休眠3秒后...");
}
System.out.println("主线程结束！");
}
public static void main(String[] args)
{
MainThread main=new MainThread();
main.start();
}
}
class sonThread extends Thread
{
MainThread main=null; //定义主线程的对象
public sonThread(MainThread mian)
{
this.main=mian;
}
public void run()
{
synchronized (this) //获得对象的锁旗标
{
System.out.println("子线程启动...");
sleep(3000);
System.out.println("子线程休眠3秒后...");
}
System.out.println("子线程结束！");
synchronized (main)
{ main.notify(); } //唤醒主线程
}
}
4、 用Linklist实现一个队列quene；实现put（）方法向队列中加入一个元素，get（）方法得到第一个元素，isEmpty（）判断是否为空。 问题分析：Queue的特征：先进先出；put方法和get方法实现通过调用LinkedList类的addList()方法和getFirst()方法；isEmpty方法的实现调用LinkedList类的isEmpty方法。
5、 撰写一个 myString class,其中包含一个String对象，可于构造函数中通过引数来设定初值。加入toString()和concatenate()。后者会将String对象附加于你的内部字符串尾端。请为myString()实现clone()。撰写两个static函数，令它们都接收myString referencex引数并调用x.concatenate(“test”)。但第二个函数会先调用clone()。请测试这两个函数并展示其不同结果。 问题分析：通过两个方法是先concatenate()和clone()；通过对两个的调用和clone（）方法，就会输出不同的结果。在这个题中考察的是clone()方法；还要注意一个小知识点：String str=str .concat(“test”);String的concat方法将指定字符串连接到此字符串的结尾。但只能将链接后的值赋值给其他字符串对象，不能赋值给str，即使赋值，但str的内容不会发生变化。String str+=”test”; 表示字符串链接，链接后将最新的值赋值给str，因此str的值发生变化了。此题的两个方法的实现：
public static void Method1(MyStringTest MyStr){
System.out.println(MyStr.concatenate("test")); }
public static void Method2(MyStringTest MyStr){ MyStr.clone()).concatenate("test")); }
ITAT第三届
1、 编写一个Java应用程序，计算并输出一维数组（9.8,12,45,67,23,1.98,2.55,45）中的最大值和最小值。 问题分析：方法很多。方法一：通过循环实现输出最大值和最小值。方法二：通过把这些数存放到TreeSet中，输出第一个和最后一个就可以得到最大值和最小值。方法三：就是调用Java集合框架中Collections的max和min方法实现。方法四：通过Aarays类的Sort方法进行排序，然后输出第一个和最后一个就可以实现。
2、 编写一个Java应用程序，该程序使用FileInputStream类，实现从磁盘读取本应用程序源代码文件，并将文件内容显示在屏幕上。 问题分析：通过IO流中的类来实现从文件中读出，在屏幕上现实，具体实现： FileInputStream fis=new FileInputStream(file); BufferedReader br=new BufferedReader(new InputStreamReader(fis)); 通过把FileInputStream封装成InputStreamRead类，然后在封装成BufferedReader类。通过BufferedReader类实现读的操作。 FileInputStream 从文件系统中的某个文件中获得输入字节。哪些文件可用取决于主机环境。InputStreamReader 是字节流通向字符流的桥梁：它使用指定的 charset 读取字节并将其解码为字符。它使用的字符集可以由名称指定或显式给定，或者可以接受平台默认的字符集。BufferedReader从字符输入流中读取文本，缓冲各个字符，从而实现字符、数组和行的高效读取。
3、 编写一个Java应用程序，利用RandomAccessFile类，把几个int型整数（1，2，3，4，5，6，7，8，9，10）写入到一个名字为tom.dat文件中，然后按相反顺序读出这些数据并显示在屏幕上。（注意，一个int型数据占4个字节） 问题分析：1、通过RandomAccessFile类的writeInt()和ReadInt()实现把int整数写入到文件中，和从文件中读出。2、通过length()或getFilePointer()和seek(long pos)实现逆序的输出。Seek方法可以设置输输出的顺序。具体代码如下： RandomAccessFile raf=new RandomAccessFile(file, "rw");
for (int i = 1; i <=10; i++) {
raf.writeInt(i);
}
// long getFilePointer()返回此文件中的当前偏移量。
long s=raf.getFilePointer();
for (int i = 1; i <=10; i++) {
raf.seek(s-i*4);
System.out.print(raf.readInt()+" ");
}
4、编写一个Java应用程序，实现如下功能：
　　1）判断两个字符串是否相同，s1=”you are a student”，s2=”how are you”；
　　2）判断字符串”22030219851022024”的前缀、后缀是否和某个字符串”220302”相同；
　　3）按字典顺序比较两个字符串”你”和”我”的大小关系；
　　4）将数字型字符串”100”和”123.678”转换为数字；
5）将字符串”FEDCBA”存放到数组中，调用for循环读出数组数据显示在屏幕上。
问题分析：通过调用String类的方法实现：依次用到的方法有：startsWith(str2)，endsWith(str2)、compareTo(Str)、Integer.parseInt(str1)、charAt(i);
5、编写一个Java应用程序，对用户输入的任意一组字符如{1，3，4，7，2，1，1，5，2}，输出其中出现次数最多且数值最大的字符，并显示其出现次数。
问题分析：通过TreeMap对象来实现，对于已经包含在对象中就让其value加1；输出alue相同并且key最大的即可。迭代输出输出次数最多，且最大的方法是：通过迭代比较器key值，如果key比已经存在的key值大，通过比较其实value值，如果value的值比已经存在的值大，就交换其key和value的值，否则啥也不做。其代码：
Iterator itr = hmap.keySet().iterator(); //对key值进行迭代
String str = (String) itr.next(); //把第一个key 付给str
int times = hmap.get(str); //把第一alue付给times
while (itr.hasNext()) //迭代循环
{
String temp = (String) itr.next();
// 如果temp>str
if (pareTo(temp) < 0) //比较下一个的key和str的大小
{
int n = hmap.get(temp); //得到此key的次数
{
if (times <= n) // temp的次数大于或等于str的次数
{ //交换
str = temp;
times = n;
}
}
}
}
6、 编写一个Java应用程序，使用Java的输入输出流技术将Input.txt的内容逐行读出，每读出一行就顺序为其添加行号（从1开始，逐行递增）并写入到另一个文本文件Output.txt中。 问题分析：通过读出文本的每一行，然后在写进文本时，在前面加如“n+"、"+”即可实现，每一次循环，n++即可，用的的流是BufferedReader、BufferedWriter、FileReader、FileWriter这四个类。
7、 编写一个Java应用程序，使用RandomAccessFile流统计Hello.txt中的单词，要求如下：（1）计算全文中共出现了多少个单词（重复的单词只计算一次）；（2）统计出有多少个单词只出现了一次；（3）统计并显示出每个单词出现的频率，并将这些单词按出现频率高低顺序显示在一个TextArea中。 问题分析：首先通过IO流中的类实现输出每一行，然后在通过StringTolennl类实现对字符串的分割，分成一个的单词。通过把每一个单词添加到TreeMap中，如果此单词已经在TreeMap中，就让其alue加1；依次循环，直到把所有的单词添加到TtreeMap中。通过输出TreeMap的个数实现统计一共有多少个单词。通过对TreeMap进行对Value进行迭代，当其值等于1就让其加1，就可以实现统计多少个单词只出现一次。通过TreeMap类的对象进行对alue进行迭代，输出让频率大小输出，但是TreeMap对value进行迭代时，是无须的，所有必须实现这样：
//此类是按对象的值进行排序的
class VluesDown implements Comparator
{
public int compare(Object o1, Object o2)
{
Entry<String, Integer> obj1 = (Entry<String, Integer>) o1;
Entry<String, Integer> obj2 = (Entry<String, Integer>) o2;
return obj2.getValue() - obj1.getValue();
}
}
迭代输出：
List list = new LinkedList(tmap.entrySet());
//根据指定比较器产生的顺序对指定列表进行排序
Collections.sort(list, new VluesDown());
Iterator itr = list.iterator();
while (itr.hasNext())
{
Entry<String, Integer> entry = (Entry<String, Integer>) itr.next();
bw.write(entry.getKey() + "\t\t");
bw.write(entry.getValue() + "");
bw.newLine();
}
bw.close();
8、 编写一个Java应用程序，当用户在输入对话框中输入两个日期后（日期格式为YYYYMMDD，如1999年1月12日应输入为19990112），程序将判断两个日期的先后顺序，以及两个日期之间的间隔天数（例如1999年1月1日和1999年1月2日之间的间隔是1天）。 问题分析：通过GregorianCalendar类的进行初始化日期，通过调用该类的父类 Calendar的方法得到该日期一共有多少天。其代码如下：
GregorianCalendar date;
GregorianCalendar date1=new GregorianCalendar(1988,01,02);
GregorianCalendar date2=new GregorianCalendar(1989,01,02);
//得到此日期的天数
int datetime1=(int) (date1.getTimeInMillis()/(1000*60*60*24));
//得到此日期的天数
int datetime2=(int) (date2.getTimeInMillis()/(1000*60*60*24));
通过比较datetime1和datetime2的差值，就可以实现此题的功能。
9、 编写一个Java应用程序，对于给定的一个字符串的集合，格式如：　{aaa bbb ccc}， {bbb ddd}，{eee fff}，{ggg}，{ddd hhh}要求将其中交集不为空的集合合并，要求合并完成后的集合之间无交集，例如上例 应输出：{aaa bbb ccc ddd hhh}，{eee fff}， {ggg}　　（1）分析问题，描述你解决这个问题的思路、处理流程，以及算法复杂度。（2）编程实现题目要求的集合合并。（3）描述可能的改进（改进的方向如效果，算法复杂度，性能等等）。 问题分析：1、通过把上面六个的字符串集合添加到LinkedList类的对象中，先把第一个字符串集合分割后都添加到TreeMap对象tmap中，然后对LinkedList迭代，迭代从第二个位置开始，对于每次循环，把得到的字符串进行分割，对于此循环，设置一个标识符，只要对于此次分割的单词在list1中出现，就把此分割的所有单词添加到tmap中。这样就可以实现两个集合的合并。对于所有分割后的单词都没有在tamp中出现，就把此字符串集合添加到list2中。当一轮循环后，需要判断list2中的集合是否有交集。如果有的话再次进行上面的循环。2、对于上面分割字符判断是否有交集，可以形成一个方法，类型为boolean，如果两个此集合和tmap有交集，就返回true，否则就返回false，通过在上个方法中调用此方法就可以判断。3、也可以把此字符串和tmap的字符串进行拆分在添加到tmap中。4、对于list2集合的判断，也可以写个方法，对于此list2的判断，返回值是boolean，同样在上个主方法中进行判断。具体实现代码如下：
public class CollectionJava
{
LinkedList st; // 存储没有交集的集合
LinkedList list;
public void Fun(LinkedList llist)
{
TreeSet set; // 存储有交集的集合
set = new TreeSet();
LinkedList te = new LinkedList();
Iterator litr = llist.iterator();
while (litr.hasNext())
{
String str = (String) litr.next();
StringTokenizer token = new StringTokenizer(str);
if (set.isEmpty()) // 开始为空时
{
while (token.hasMoreTokens())
set.add(token.nextToken());
} else
{
if (Contin(set, str)) // set集合是包含str字符串某个元素
{
while (token.hasMoreTokens())
set.add(token.nextToken());
} else
te.add(str); // 通过set来屏蔽相同的
}
}
list.add(set); // 最后把set对象添加到list对象中
if (Contin2(te)) // 如果st对象的交集不为空，继续调用Fun()函数
{
st.clear(); // 在移除te
Fun(te);
}
else
st = te;
}
// set对象是否含有str字符串的某个元素
public boolean Contin(TreeSet set, String str)
{
boolean flag = false;
StringTokenizer token = new StringTokenizer(str, " ");
while (token.hasMoreTokens())
{
if (set.contains(token.nextToken()))
flag = true;
}
return flag;
}
// 判断list对象的交集是否为空
public boolean Contin2(LinkedList list)
{
TreeSet et = new TreeSet();
int n = 0;
boolean flag = false;
Iterator lit = list.iterator();
while (lit.hasNext())
{
String str = (String) lit.next();
StringTokenizer token = new StringTokenizer(str, "[ ]");
while (token.hasMoreTokens())
{
n++;
et.add(token.nextToken() + "");
}
}
if (et.size() == n)
flag = false;
else
flag = true;
return flag;
}
10、在下图中的九个点上，空出中间的点，其余的点上任意填入数字1至8；1的位置保持·不动，然后移动其余的数字，使1到8顺时针从小到大排列。移动的规则是：只能将数字沿线移向空白的点。请将制作好的源文件保存为“t2.java”。（本题共60分，要求1占20分，要求2占40分）
要求：
（1）分析问题，并描述你的算法设计思想。
（2）编程显示数字移动过程。
问题分析：1、通过ArrayList类的对象可以实现，
通过把1~8的数字添加到ArrayList类的对象中alist中，
然后在把他们对顺序打乱，通过Collections的
Shuffle(alist)的静态方法。并且索引为0的位置保存着0，通过第一位实现图中的中间位置。2、通过查找1的位置，找到之后，通过调整，把1放在索引为1的位置，1后的数字依次放在索引为1的后面，对于1前面的数依次放在最后元素的后面，类似与一个循环队列。3、开始进行移动，通过查找n(2~8)，判断n是否在n-1的位置，如果不在，需要进行移动，移动的规则如下：先把n移近索引为0的位置，然后把n-1的索引位置x到n的索引位置y进行移动，把从索引为x的位置上元素移动到索引为y的位置上，依次类推，知道移动到n-1位置，然后把索引为0的位置元素移动到索引为n-1的位置，然后把索引为0的位置重新置为0 。具体代码如下：
public class T2{
LinkedList<Integer> alist;
// 初始化实现把1——8随即的放入图中那个，中间的位置相当于数组的索引0
public T2() {
for (int i = 1; i < 9; i++) {
alist.add(i); // 把i~8添加到alist中
}
Collections.shuffle(alist); // 打乱alist对象的顺序
alist.add(0, 0); // 第0个位置相当与中的位置。用0代表是空的
}
// alist对象中的第一个位置是1
public void SetFirst(){
int first = alist.indexOf(1); // 锁定1的位置
LinkedList<Integer> tem = new LinkedList<Integer>();
ListIterator listitr = alist.listIterator(first);
while (listitr.hasNext())
tem.add((Integer) listitr.next()); // 把1后的元素添加的tem中
for (int i = 1; i < first; i++)
tem.add(alist.get(i)); // 把1之前的元素添加到tem中
tem.add(0, 0); // 第一个位置相当与中的位置。用0代表是空的
alist = tem; // 赋给alist
}
public void Sort(){
this.SetFirst();
int flag = alist.indexOf(1);
for (int n = 2; n < 9; n++){ // 此循环是实现调整2~9的位置
flag++;
int tem = alist.indexOf(n);
if (flag != tem) // flag后面的位置不是tem位置的元素
{ // 把alist.get(tem)先放在索引为0的位置
alist.set(0, alist.get(tem));
for (int i = tem; i >= flag; i--){
// 把i-1的元素放到i位置上
alist.set(i, alist.get(i - 1));
}
alist.set(flag, alist.get(0));
alist.set(0, 0);
}
}
}
第四届ITAT
1、 编写一个Java应用程序，在其中编写一个类，该类封装了一元二次方程共有的属性和功能，即该类有刻画方程系数的3个成员变量以及计算实根的方法。并给出计算实根的过程。 问题分析：1、通过构造函数初始化一元二次方程的三个系数。2、通过一个参数判断方法有没有实根，类型是boolean的.3、计算方程的根，分三种情况：1）两个根相等，2）两个不相等实根，3）没有实根。4）还需要对一元二次方法的二次项的系数进行是否为0进行判断。
2、 编写一个Java应用程序，开启一个文本文件（以本程序源文件为例读取），一次读取其内的一行文本，令每行形成一个String，并将读出的String对象置于LinkedList中，以相反次序显示出LinkedList内的所有内容。 问题分析：见第二届
3、 Windows操作系统自带的计算器是个很方便的小工具，利用Java的GUI编程，实现一个Java GUI计算器应用程序界面，窗口标题为“计算器”，窗口布局如下图所示，在此计算器应用程序中实现“+、-、*、/”运算操作。 问题分析：通过switch进行+、-、*、/，通过对4求模，等于0进行+；等于1进行+；等于2进行*；等于3进行/；代码如下：
switch (op1)
{
case 0:
n1 = a + b;
x = "+";
break;
case 1:
n1 = a - b;
x = "-";
break;
case 2:
n1 = a * b;
x = "*";
break;
case 3:
n1 = a / b;
x = "/";
break;
4、 有500个小朋友拉成一个圆圈，从其中一个小朋友开始依次编号1－500，从1号小朋友开始循环1－3报数，数到3的小朋友就退出。编写一个Java应用程序，计算出最后一个小朋友的号码是多少 ？ 问题分析：通过TreeSet的一个对象实现。首先把1—500的整数添加到对象tset中，然后对其进行循环变量，每当输出三次是，就取出这个数，把这个付给tem，循环结束，tem就是所求的结果。上面实现的是1就是第一个小朋友。同样也可以产生一个随机数，把他当作第一小朋友，进来就对他们进行重新排序，实现算法类似于第三届ITAT中的第十个题，实现重新排序后，就可以进行上述的遍历循环。
5、 水仙花数是指其个位、十位、百位三个数的立方和等于这个数本身。编写一个Java应用程序，求出所有水仙花数。 问题分析：首先求出三位数的个位、十位、百位；然后进行判断即可。代码如下： c=num%10;//个位 b=(num/10)%10;//十位 a=num/100; //百位
6、 编写一个Java应用程序，利用RandomAccessFile类往某个文本文件中写入20个整数(0~19)，然后从该文件的第12个字节开始，将后面所有的数据(对应写入的整数)读出。 问题分析：此题的分析类似于第三届的第三题。具体实现如下： //写入流
RandomAccessFile raf=new RandomAccessFile("D://raf.java", "rw");
for(int i=0;i<20;i++)
raf.writeInt(i);
//输出流
long len=raf.length();
System.out.println(len);
for(int i=12;i<len/4;i++)
raf.seek(i*4);
int x=raf.readInt();
System.out.println(x);
7、 采用Java 多线程技术，设计实现一个符合生产者和消费者问题的程序。对一个对象（枪膛）进行操作，其最大容量是12颗子弹。生产者线程是一个压入线程，它不断向枪膛中压入子弹；消费者线程是一个射出线程，它不断从枪膛中射出子弹。
要求：
　　（1）给出分析过程说明。
　　（2）程序输出，要模拟体现对枪膛的压入和射出操作；
　　（3）设计程序时应考虑到两个线程的同步问题。 问题分析：1、四个类：子弹类，生成者类、消费者类、主类；2、子弹类：对一些参数的初始化。方法有生成和消费的方法，两个方法主要共享子弹生成的数目。3：生成类：实现对生成方法的调用。4：实现对消费的方法调用。5：生成类和消费类都有一个子弹的对象。对于子弹类的两个主要的方法都用Synchronize休息。具体代码实现如下：
// 对一个对象（枪膛）进行操作，其最大容量是12颗子弹。
class ZiDan
{
int size = 0; // 子弹总量
int number = 0; // 可以子弹
boolean avaiable; // 控制字段压入和射出操作
public ZiDan(int size) // 带参数的构造函数
{
this.size = size;
avaiable = false;
}
// 压入子弹
public synchronized void Push()
{
if (avaiable) // 如果有子弹，等待
wait();
System.out.println("向枪膛中压入子弹 " + (++number));
avaiable = true;
notify();
// 释放对象锁旗标
}
//从枪膛中射出子弹
public synchronized void Pop()
{
if (!avaiable) // 如果没有子弹，等待
{
wait();
}
System.out.println("从枪膛中射出子弹 " + number);
avaiable = false;
notify();
if(number==size)
number++;
}
}
// 生产者线程是一个压入线程，它不断向枪膛中压入子弹；
class Producer extends Thread
{
// 字段
ZiDan zd;
// 构造函数
public Producer(ZiDan zd)
{
this.zd = zd;
}
public void run()
{
while (zd.number < zd.size) // 当子弹的数量小于子弹的总量
zd.Push();
System.out.println("子弹压入结束！");
}
}
// 消费者线程是一个射出线程，它不断从枪膛中射出子弹。
class Consumer extends Thread
{
// 字段
ZiDan zd;
int i = 0;
// 构造函数
public Consumer(ZiDan zd)
{
this.zd = zd;
i = 0;
}
public void run()
{
while (zd.number <= zd.size) // 循环条件：子弹的数量小于总量
zd.Pop();
System.out.println("射出子弹结束！");
}
}
8、某企业为了促销，搞抽奖宣传活动，奖品为新款手机一部，抽奖规则如下：
（1）有n个盒子摆成一圈，盒子按顺时针方向依次编号为0，1，2，……，n-1。手机随 机放在其中一个盒子中。（n为自然数）
（2）从0号盒子开始摸奖，顺时针方向计数，每遇到第m个盒子就摸奖一次。（m为自然数，m<n）
　　（3）直到重新摸到0号盒子为止。
　　例如n=5，m=3，那么摸奖经过的盒子编号依次为0，3，1，4，2，0。
请编写一个完整的程序，随机输入n，m（m<n），程序分析手机有没有不被抽中的机会？如果有，概率是多少？ （概率=不被抽中的可能数/n）。
问题分析：1、通过产生三个随机数，第一随机数表示盒子的个数，第二随机数表示每次隔几个盒子摸奖，第三个随机数表示奖品放在这个标号的盒子中。2、把n个盒子的序号当作TtreeMap当作key，把从去有奖品的盒子外，所有的盒子的alue都初始化null；有手机的初始化“Mobile”；3、实现对对n个盒子的循环，对此间隔m个盒子，当此键的值等于“Mobile”时，中间，如何循环到n=0时，就结束，没有中奖。具体实现如下：
public class MobileTest
{
int n,m,x;
ArrayList alist;
public MobileTest()
{
alist=new ArrayList();
int tem1,tem2;
tem1=(int)(Math.rando