Java 算法基础实战：输入输出与格式化控制详解

3. 浮点数精度控制

%f 用于实数输出，可以通过 .2f 或 .3f 指定小数位数，并在前面加数字指定最小列宽。

import java.util.Scanner;

public class Main {
    public static void main(String[] args) {
        Scanner sc = new Scanner(System.in);
        double a = sc.nextDouble();
        // 默认精度，保留 2 位，保留 3 位且最小宽度 8
        System.out.println(String.format("%f", a) + " " +
                           String.format("%.2f", a) + " " +
                           String.format("%8.3f", a));
    }
}

4. 小数与指数形式

在科学计数法中，可以使用 e 格式符。注意 printf 和 String.format 的使用区别，以及数值量级对指数的影响。

public class Main {
    public static void main(String[] args) {
        double n = 3.1415926;
        double m = 12345678.123456789;
        // 输出小数形式和指数形式
        System.out.printf("%.6f %.6fe+000\n", n, n);
        // 调整量级以显示正确的指数
        System.out.printf("%.6f %.6fe+007", m, m / 10000000);
    }
}

5. 进制转换

Java 支持十进制、八进制和十六进制的直接输出。%o 对应八进制，%X 对应十六进制大写字母。

public class Main {
    public static void main(String[] args) {
        int a = 202, b = 117, c = 70, d = 130;
        // 十进制，八进制 (前缀 0)，十六进制 (前缀 0X)
        System.out.printf("%d 0%o 0X%X\n", a, a, a);
        System.out.printf("%d 0%o 0X%X\n", b, b, b);
        System.out.printf("%d 0%o 0X%X\n", c, c, c);
        System.out.printf("%d 0%o 0X%X\n", d, d, d);
    }
}

6. 数字合并

将百位、十位、个位组合成完整数字，可以直接拼接字符串后转换，或者通过数学运算累加。

import java.util.Scanner;

public class Main {
    public static void main(String[] args) {
        Scanner sc = new Scanner(System.in);
        // 读取一行并去除空格，转为整数
        String c = sc.nextLine().replace(" ", "");
        System.out.println(Integer.valueOf(c));
        sc.close();
    }
}

7. 整数逆序

实现数字逆序有两种常见思路：一种是数学取模除法，另一种是利用 StringBuilder 反转字符串。后者在处理非数字字符或简单逻辑时更直观。

import java.util.Scanner;

public class Main {
    public static void main(String[] args) {
        Scanner sc = new Scanner(System.in);
        String str = sc.next();
        // 使用 StringBuilder 快速反转
        StringBuilder sb = new StringBuilder(str);
        System.out.println(sb.reverse());
        sc.close();
    }
}

8. 多项式计算

涉及幂运算时，Math.pow() 返回 double 类型，若需整数结果需强制转换。注意运算顺序和精度问题。

import java.util.Scanner;

public class Main {
    public static void main(String[] args) {
        Scanner sc = new Scanner(System.in);
        int x = sc.nextInt();
        // 计算多项式值，强转 int 避免小数
        System.out.println((int)(Math.pow(x, 6) + 3 * Math.pow(x, 4) -
                2 * Math.pow(x, 5) - 5 * Math.pow(x, 2) + 6 * x + 7));
    }
}

9. 和的立方

简单的代数运算，直接计算 (x+y)^3 即可。实际开发中需注意溢出风险，但在基础练习中通常忽略。

import java.util.Scanner;

public class Main {
    public static void main(String[] args) {
        Scanner sc = new Scanner(System.in);
        int x = sc.nextInt();
        int y = sc.nextInt();
        System.out.println((x + y) * (x + y) * (x + y));
    }
}

10. 绝对值计算

Math.abs() 可处理整数和浮点数的绝对值。输出时建议统一格式化，保持结果一致性。

import java.util.Scanner;

public class Main {
    public static void main(String[] args) {
        Scanner sc = new Scanner(System.in);
        double a = sc.nextDouble();
        System.out.println(String.format("%.6f", Math.abs(a)));
    }
}

11. 圆面积和周长

几何计算的基础题。PI 取值需根据题目要求，此处使用高精度常量。注意变量命名规范。

import java.util.Scanner;

public class Main {
    public static void main(String[] args) {
        Scanner sc = new Scanner(System.in);
        double r = sc.nextDouble();
        double PI = 3.1415926;
        double circumference = 2 * PI * r;
        double area = PI * r * r;
        System.out.println("Area=" + String.format("%.6f", area));
        System.out.println("Circumference=" + String.format("%.6f", circumference));
    }
}

12. 矩形面积和周长

与圆类似，矩形计算更直接。重点在于输入两个维度并应用公式。

import java.util.Scanner;

public class Main {
    public static void main(String[] args) {
        Scanner sc = new Scanner(System.in);
        double x = sc.nextDouble();
        double y = sc.nextDouble();
        double area = x * y;
        double perimeter = 2 * (x + y);
        System.out.println("Area=" + String.format("%.6f", area));
        System.out.println("Perimeter=" + String.format("%.6f", perimeter));
    }
}

13. 椭圆面积计算

椭圆面积公式为 πab。输入长半轴和短半轴，套用公式即可。

import java.util.Scanner;

public class Main {
    public static void main(String[] args) {
        Scanner sc = new Scanner(System.in);
        double a = sc.nextDouble();
        double b = sc.nextDouble();
        double PI = 3.1415926;
        double area = PI * a * b;
        System.out.println("Area" + " " + "=" + " " + String.format("%.6f", area));
    }
}

以上涵盖了 Java 基础语法在算法题中的常见用法。熟练掌握这些输入输出和格式化技巧，能为后续学习复杂数据结构打下坚实基础。