Java 基础算法实战：从数值运算到字符处理

3. 圆球相关几何计算

题目： 输入半径和高，输出圆周长、圆面积、球面积、球体积、圆柱体积。（PI = 3.1415926）

思路解析： 这是典型的公式应用题。定义常量 PI 提高可维护性，注意球体积公式中的系数 4/3。

import java.util.Scanner;

public class Main {
    public static final double PI = 3.1415926;

    public static void main(String[] args) {
        Scanner sc = new Scanner(System.in);
        double r = sc.nextDouble();
        double high = sc.nextDouble();

        double circleZ = PI * 2.0 * r;           // 圆周长
        double circleM = PI * r * r;             // 圆面积
        double qiuM = PI * r * r * 4.0;          // 球面积
        double qiuT = PI * r * r * r * 4.0 / 3.0;// 球体积
        double circleZT = PI * r * r * high;     // 圆柱体积

        System.out.println(String.format("%.2f", circleZ));
        System.out.println(String.format("%.2f", circleM));
        System.out.println(String.format("%.2f", qiuM));
        System.out.println(String.format("%.2f", qiuT));
        System.out.println(String.format("%.2f", circleZT));
        sc.close();
    }
}

4. 公式计算

题目： 计算表达式 (1/2) * (ax + (a+x)/(4a)) 的值。

思路解析： 注意整数除法陷阱。在 Java 中 1/2 结果为 0，必须写成 1.0/2 或 (double)1/2 才能进行浮点运算。

import java.util.Scanner;

public class Main {
    public static void main(String[] args) {
        Scanner sc = new Scanner(System.in);
        int x = sc.nextInt();
        int a = sc.nextInt();
        
        // 关键：1.0/2 确保浮点运算
        double s = (1.0 / 2) * (a * x + (a + x) * 1.0 / (4.0 * a));
        
        System.out.println(String.format("%.2f", s));
        System.out.printf("%.2f\n", s);
        sc.close();
    }
}

5. 字符型数据的输入与输出

题目： 输入两个字符型数据，分别以字符形式和整数形式（ASCII 码）输出。

思路解析： Java 中 char 本质是 16 位无符号整数。可以通过强制类型转换 (int) 获取其 ASCII 值。这里演示了简单的字符串分割处理。

import java.util.Scanner;

public class Main {
    public static void main(String[] args) {
        Scanner sc = new Scanner(System.in);
        String s = sc.next();
        String[] parts = s.split(",");
        
        // 获取第一个字符和第三个字符（假设输入格式为 "A,B"）
        int A = s.charAt(0);
        int B = s.charAt(2);
        
        System.out.println("The ASCII code of " + parts[0] + " is " + A);
        System.out.println("The ASCII code of " + parts[1] + " is " + B);
        sc.close();
    }
}

6. 字符与整数的转换

题目： 输出字符 'X'、'A' 及其对应的十进制 ASCII 码。

思路解析： 直接打印字符显示符号，强制转换为 int 则显示编码值。这是理解字符集的基础。

import java.util.Scanner;

public class Main {
    public static void main(String[] args) {
        Scanner input = new Scanner(System.in);
        
        System.out.println("X " + (int)'X');
        System.out.println("A " + (int)'A');
        
        input.close();
    }
}

7. 基本数据类型的大小

题目： 输出 int、float、double 和 char 在内存中占用的字节数。

思路解析： 利用 Integer.SIZE 等常量类属性可以方便地获取位数，再除以 8 换算成字节。这有助于理解不同场景下的内存开销。

public class Main {
    public static void main(String[] args) {
        int a = Integer.SIZE;
        int b = Float.SIZE;
        int c = Double.SIZE;
        int d = Character.SIZE;
        
        System.out.println("Size of int: " + (a / 8) + " bytes");
        System.out.println("Size of float: " + (b / 8) + " bytes");
        System.out.println("Size of double: " + (c / 8) + " bytes");
        System.out.println("Size of char: " + (d / 16) + " byte");
    }
}

8. 长整型与双精度类型对比

题目： 在 Java 环境下，查看 int、long、double 等类型的实际大小。

思路解析： 需注意 Java 没有 C/C++ 中的 long long 或 long double。本例展示 Java 标准类型的大小，避免跨语言概念混淆。

public class Main {
    public static void main(String[] args) {
        int a = Integer.SIZE;
        int b = Long.SIZE;
        int d = Double.SIZE;
        
        System.out.println("Size of int = " + (a / 8) + " bytes");
        System.out.println("Size of long = " + (b / 8) + " bytes");
        System.out.println("Size of double = " + (d / 8) + " bytes");
    }
}

9. 分隔符输入处理

题目： 输入格式为 "a=22,b=b,c=14,d=d" 的字符串，解析后输出各变量的值。

思路解析： 涉及字符串分割 (split) 和键值对提取。使用 switch 语句根据 key 分发到对应变量，适合处理结构化文本输入。

import java.util.Scanner;

public class Main {
    public static void main(String[] args) {
        Scanner sc = new Scanner(System.in);
        String line = sc.nextLine();
        String[] arr = line.split(",");
        
        String aVal = "", bVal = "", cVal = "", dVal = "";
        
        for (String item : arr) {
            String[] parts = item.split("=");
            if (parts.length == 2) {
                String key = parts[0].trim();
                String value = parts[1].trim();
                switch (key) {
                    case "a": aVal = value; break;
                    case "b": bVal = value; break;
                    case "c": cVal = value; break;
                    case "d": dVal = value; break;
                }
            }
        }
        System.out.printf("%s %s %s %s%n", aVal, bVal, cVal, dVal);
        sc.close();
    }
}

10. 宽度与对齐输出

题目： 输出数字 455、-123、987654，要求宽度为 5，分别演示左对齐和右对齐效果。

思路解析： printf 的 %5d 表示最小宽度 5，不足补空格；%-5d 表示左对齐。这在表格化输出时非常有用。

public class Main {
    public static void main(String[] args) {
        int a = 455, b = -123, c = 987654;
        
        // %-5d 左对齐，%5d 右对齐
        System.out.printf("%-5d %5d\n", a, a);
        System.out.printf("%-5d %5d\n", b, b);
        System.out.printf("%-5d %5d\n", c, c);
    }
}

以上涵盖了 Java 基础语法中几个高频考点。建议读者在实际练习中多尝试修改参数，观察输出变化，从而加深对类型系统和格式化机制的理解。