JAVA經典題目彙總

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1  Fibonacci 

Fibonacci為1200年代的歐洲數學家，在他的著作中曾經提到：若有一隻兔子每個月生一隻小兔子，一個月後小兔子也開始生產。起初只有一隻兔子，一個月後就有兩隻兔子，兩個月後有三隻兔子，三個月後有五隻兔子（小兔子投入生產）…… 
這就是Fibonacci數列，一般習慣稱之為費式數列，例如：1，1，2，3，5，8，13，21，34，55，89，…… 

 

java程式碼：

public class Fibonacci { public static void main(String[] args) { int[] fib = new int[20]; fib[0] = 0; fib[1] = 1; for(int i = 2; i < fib.length; i++) fib[i] = fib[i-1] + fib[i-2]; for(int i = 0; i < fib.length; i++) System.out.print(fib[i] + " "); System.out.println(); } } 

 

 

2   巴斯卡（Pascal） 

三角形基本上就是在解nCr ，因為三角形上的每一個數字各對應一個nCr ，其中n為row，而r為colnmu

 

java程式碼： 

import java.awt.*; import javax.swing.*; public class Pascal extends JFrame { public Pascal() { setBackground(Color.white); setTitle("巴斯卡三角形"); setSize(520, 350); setDefaultCloseOperation(JFrame.EXIT_ON_CLOSE); show(); } private long combi(int n, int r){ int i; long p = 1; for(i = 1; i <= r; i++) p = p * (n-i+1) / i; return p; } public void paint(Graphics g) { final int N = 12; int n, r, t; for(n = 0; n <= N; n++) { for(r = 0; r <= n; r++) g.drawString(" " + combi(n, r), (N-n)*20 + r * 40, n * 20 + 50); } } public static void main(String args[]) { Pascal frm = new Pascal(); } } 

 

3  ThreeColorFlags 


ThreeColorFlags問題最早由E.W.Dijkstra所提出，塔所使用的用語為Dutch Nation Flag（Dijkstra為荷蘭人），而多數的作者則使用Three-Color Flag來說明。 

假設有一條繩子，上面有紅，白，藍三種顏色的旗子，起初繩子上的旗子顏色並沒有順序，您希望將之分類，並排列藍，白，紅的順序，要如何移動次數才會最少，注意您只能在繩子上進行這個動作，而且一次只能調換兩個旗子。

 

java程式碼：

import java.io.*; public class ThreeColorsFlags { private void swap(char[] flags, int x, int y) { char temp; temp = flags[x]; flags[x] = flags[y]; flags[y] = temp; } public String move(char[] flags) { int wFlag = 0; int bFlag = 0; int rFlag = flags.length - 1; while(wFlag <= rFlag) { if(flags[wFlag] == 'W') { wFlag++; } else if(flags[wFlag] == 'B') { swap(flags, bFlag, wFlag); bFlag++; wFlag++; } else { while(wFlag < rFlag && flags[rFlag] == 'R') rFlag--; swap(flags, rFlag, wFlag); rFlag--; } } return new String(flags); } public static void main(String[] args) throws IOException { BufferedReader buf; buf = new BufferedReader( new InputStreamReader(System.in)); System.out.print("輸入三色旗順序（ex. RWBBWRWR）："); String flags = buf.readLine(); ThreeColorsFlags threeColorsFlag = new ThreeColorsFlags(); flags = threeColorsFlag.move( flags.toUpperCase().toCharArray()); System.out.println("移動順序後：" + flags); } } 

 

4 Mouse 


Mouse走迷宮是迴圈求解的基本型別，我們在二維陣列中用2來表示迷宮的牆壁，使用1來表示老鼠的行走路徑，並用程式求出從入口到出口的距離。

 

java程式碼：

public class Mouse { private int startI, startJ; // 入口 private int endI, endJ; // 出口 private boolean success = false; public static void main(String[] args) { int[][] maze = {{2, 2, 2, 2, 2, 2, 2}, {2, 0, 0, 0, 0, 0, 2}, {2, 0, 2, 0, 2, 0, 2}, {2, 0, 0, 2, 0, 2, 2}, {2, 2, 0, 2, 0, 2, 2}, {2, 0, 0, 0, 0, 0, 2}, {2, 2, 2, 2, 2, 2, 2}}; System.out.println("顯示迷宮："); for(int i = 0; i < maze.length; i++) { for(int j = 0; j < maze[0].length; j++) if(maze[j] == 2) System.out.print("█"); else System.out.print(" "); System.out.println(); } Mouse mouse = new Mouse(); mouse.setStart(1, 1); mouse.setEnd(5, 5); if(!mouse.go(maze)) { System.out.println("/n沒有找到出口！"); } else { System.out.println("/n找到出口！"); for(int i = 0; i < maze.length; i++) { for(int j = 0; j < maze[0].length; j++) { if(maze[j] == 2) System.out.print("█"); else if(maze[j] == 1) System.out.print("◇"); else System.out.print(" "); } System.out.println(); } } } public void setStart(int i, int j) { this.startI = i; this.startJ = j; } public void setEnd(int i, int j) { this.endI = i; this.endJ = j; } public boolean go(int[][] maze) { return visit(maze, startI, startJ); } private boolean visit(int[][] maze, int i, int j) { maze[j] = 1; if(i == endI && j == endJ) success = true; if(!success && maze[j+1] == 0) visit(maze, i, j+1); if(!success && maze[i+1][j] == 0) visit(maze, i+1, j); if(!success && maze[j-1] == 0) visit(maze, i, j-1); if(!success && maze[i-1][j] == 0) visit(maze, i-1, j); if(!success) maze[j] = 0; return success; } } 

 

 

5 Knight tour 


騎士遊戲，在十八世紀倍受數學家與拼圖迷的注意，騎士的走法為西洋棋的走發，騎士可以由任何一個位置出發，它要如何走完所有的位置。

 

java程式碼： 

public class Knight { public boolean travel(int startX, int startY, int[][] board) { // 對應騎士可以走的八個方向 int[] ktmove1 = {-2, -1, 1, 2, 2, 1, -1, -2}; int[] ktmove2 = {1, 2, 2, 1, -1, -2, -2, -1}; // 下一個出路的位置 int[] nexti = new int[board.length]; int[] nextj = new int[board.length]; // 記錄出路的個數 int[] exists = new int[board.length]; int x = startX; int y = startY; board[x][y] = 1; for(int m = 2; m <= Math.pow(board.length, 2); m++) { for(int k = 0; k < board.length; k++) { exists[k] = 0; } int count = 0; // 試探八個方向 for(int k = 0; k < board.length; k++) { int tmpi = x + ktmove1[k]; int tmpj = y + ktmove2[k]; // 如果是邊界，不可以走 if(tmpi < 0 || tmpj < 0 || tmpi > 7 || tmpj > 7) { continue; } // 如果這個方向可以走，記錄下來 if(board[tmpi][tmpj] == 0) { nexti[count] = tmpi; nextj[count] = tmpj; // 可走的方向加一個 count++; } } int min = -1; if(count == 0) { return false; } else if(count == 1) { min = 0; } else { // 找出下個位置的出路數 for(int l = 0; l < count; l++) { for(int k = 0; k < board.length; k++) { int tmpi = nexti[l] + ktmove1[k]; int tmpj = nextj[l] + ktmove2[k]; if(tmpi < 0 || tmpj < 0 || tmpi > 7 || tmpj > 7) { continue; } if(board[tmpi][tmpj] == 0) exists[l]++; } } int tmp = exists[0]; min = 0; // 從可走的方向尋找最少出路的方向 for(int l = 1; l < count; l++) { if(exists[l] < tmp) { tmp = exists[l]; min = l; } } } // 走最少出路的方向 x = nexti[min]; y = nextj[min]; board[x][y] = m; } return true; } public static void main(String[] args) { int[][] board = new int[8][8]; Knight knight = new Knight(); if(knight.travel( Integer.parseInt(args[0]), Integer.parseInt(args[1]), board)) { System.out.println("走棋完成！"); } else { System.out.println("走棋失敗！"); } for(int i = 0; i < board.length; i++) { for(int j = 0; j < board[0].length; j++) { if(board[i][j] < 10) { System.out.print(" " + board[i][j]); } else { System.out.print(board[i][j]); } System.out.print(" "); } System.out.println(); } } } 

 

 

6 Queen 


西洋棋中的皇后可以直線前進，吃掉遇到的所有棋子，如果棋盤上有八個皇后，則這八個皇后如何相安無事的放置在棋盤上？

 

java程式碼： 

public class Queen { // 同位置是否有皇后，1表示有 private int[] column; // 右上至左下是否有皇后 private int[] rup; // 左上至右下是否有皇后 private int[] lup; // 解答 private int[] queen; // 解答編號 private int num; public Queen() { column = new int[8+1]; rup = new int[2*8+1]; lup = new int[2*8+1]; for(int i = 1; i <= 8; i++) column[i] = 1; for(int i = 1; i <= 2*8; i++) rup[i] = lup[i] = 1; queen = new int[8+1]; } public void backtrack(int i) { if(i ><IMG src="/images/smiles/icon_cool.gif" mce_src="images/smiles/icon_cool.gif">{ showAnswer(); } else { for(int j = 1; j <= 8; j++) { if(column[j] == 1 && rup[i+j] == 1 && lup[i-j+8] == 1) { queen[i] = j; // 設定為佔用 column[j] = rup[i+j] = lup[i-j+8] = 0; backtrack(i+1); column[j] = rup[i+j] = lup[i-j+8] = 1; } } } } protected void showAnswer() { num++; System.out.println("/n解答 " + num); for(int y = 1; y <= 8; y++) { for(int x = 1; x <= 8; x++) { if(queen[y] == x) { System.out.print(" Q"); } else { System.out.print(" ."); } } System.out.println(); } } public static void main(String[] args) { Queen queen = new Queen(); queen.backtrack(1); } } 

 

7  Coins 


現在有八枚銀幣abcdefg，已知其中一枚是假幣，其重量不同於真幣，但不知道是輕還是重，如何用天平以最小的比較次數決定出那個是假幣，並得知假幣是比真幣輕還是重。 

 

java程式碼：

public class Coins { private int[] coins; public Coins() { coins = new int[8]; for(int i = 0; i < 8; i++) coins[i] = 10; } public void setFake(int weight) { coins[(int) (Math.random() * 7)] = weight; } public void fake() { if(coins[0]+coins[1]+coins[2] == coins[3]+coins[4]+coins[5]) { if(coins[6] > coins[7]) compare(6, 7, 0); else compare(7, 6, 0); } else if(coins[0]+coins[1]+coins[2] > coins[3]+coins[4]+coins[5]) { if(coins[0]+coins[3] == coins[1]+coins[4]) compare(2, 5, 0); else if(coins[0]+coins[3] > coins[1]+coins[4]) compare(0, 4, 1); if(coins[0]+coins[3] < coins[1]+coins[4]) compare(1, 3, 0); } else if(coins[0]+coins[1]+coins[2] < coins[3]+coins[4]+coins[5]) { if(coins[0]+coins[3] == coins[1]+coins[4]) compare(5, 2, 0); else if(coins[0]+coins[3] > coins[1]+coins[4]) compare(3, 1, 0); if(coins[0]+coins[3] < coins[1]+coins[4]) compare(4, 0, 1); } } protected void compare(int i, int j, int k) { if(coins[i] > coins[k]) System.out.print("/n假幣 " + (i+1) + " 較重"); else System.out.print("/n假幣 " + (j+1) + " 較輕"); } public static void main(String[] args) { if(args.length == 0) { System.out.println("輸入假幣重量（比10大或小）"); System.out.println("ex. java Coins 5"); return; } Coins eightCoins = new Coins(); eightCoins.setFake(Integer.parseInt(args[0])); eightCoins.fake(); } } 

 

 

8  Life game 


生命遊戲，為1970年英國數學家J.H.Conway所提出，某一細胞的鄰居包括上，下，左，右，左上，左下，右上與右下相鄰的細胞，遊戲規則如下： 

1，孤單死亡：如果細胞的鄰居小於一個，則該細胞在下一個狀態死亡。 

2，擁擠死亡：如果細胞的鄰居在四個以上，則該細胞在下一個狀態死亡。 

3，穩定：如果細胞的鄰居為兩個或三個，則該細胞在下一個狀態穩定。 

4，復活：如果某位置原無細胞存活，而該位置的鄰居為三個，則該位置將復活一個細胞。 

 

java程式碼：

import java.io.BufferedReader; import java.io.IOException; import java.io.InputStreamReader; public class LifeGame { private boolean[][] map; private boolean[][] newmap; public LifeGame(int maxRow, int maxColumn) { map = new boolean[maxRow][maxColumn]; newmap = new boolean[maxRow][maxColumn]; } public void setCell(int x, int y) { map[x][y] = true; } public void next() { for(int row = 0; row < map.length; row++) { for(int col = 0; col < map[0].length; col++) { switch (neighbors(row, col)) { case 0: case 1: case 4: case 5: case 6: case 7: case 8: newmap[row][col] = false; break; case 2: newmap[row][col] = map[row][col]; break; case 3: newmap[row][col] = true; break; } } } copyMap(); } public void outputMap() throws IOException { System.out.println("/n/nGame of life cell status"); for(int row = 0; row < map.length; row++) { System.out.print("/n "); for(int col = 0; col < map[0].length; col++) if(map[row][col] == true) System.out.print('#'); else System.out.print('-'); } } private void copyMap() { for(int row = 0; row < map.length; row++) for(int col = 0; col < map[0].length; col++) map[row][col] = newmap[row][col]; } private int neighbors(int row, int col) { int count = 0; for(int r = row-1; r <= row+1; r++) for(int c = col-1; c <= col+1; c++) { if(r < 0 || r >= map.length || c < 0 || c >= map[0].length) continue; if(map[r][c] == true) count++; } if(map[row][col] == true) count--; return count; } public static void main(String[] args) throws NumberFormatException, IOException { BufferedReader bufReader = new BufferedReader( new InputStreamReader(System.in)); LifeGame game = new LifeGame(10, 25); System.out.println("Game of life Program"); System.out.println( "Enter x, y where x, y is living cell"); System.out.println("0 <= x < 10, 0 <= y < 25"); System.out.println("Terminate with x, y = -1, -1"); while(true) { String[] strs = bufReader.readLine().split(" "); int row = Integer.parseInt(strs[0]); int col = Integer.parseInt(strs[1]); if(0 <= row && row < 10 && 0 <= col && row < 25) game.setCell(row, col); else if(row == -1 || col == -1) { break; } else { System.out.print( "(x, y) exceeds map ranage!"); } } while(true) { game.outputMap(); game.next(); System.out.print( "/nContinue next Generation ? "); String ans = bufReader.readLine().toUpperCase(); if(!ans.equals("Y")) break; } } }  

 

 

 

9  String Match 


現在的一些高階程式語言對於字串的處理支援越來越大，不過字串搜尋本身仍是值得探討的課題，在這裡以Boyer Moore法來說明如何進行字串說明，這個方法速度快且容易理解。 

 

java程式碼：

import java.io.BufferedReader; import java.io.IOException; import java.io.InputStreamReader; public class StringMatch { private int[] skip; private int p; private String str; private String key; public StringMatch(String key) { skip = new int[256]; this.key = key; for(int k = 0; k <= 255; k++) skip[k] = key.length(); for(int k = 0; k < key.length() - 1; k++) skip[key.charAt(k)] = key.length() - k - 1; } public void search(String str) { this.str = str; p = search(key.length()-1, str, key); } private int search(int p, String input, String key) { while(p < input.length()) { String tmp = input.substring( p-key.length()+1, p+1); if(tmp.equals(key)) // 比較兩個字串是否相同 return p-key.length()+1; p += skip[input.charAt(p)]; } return -1; } public boolean hasNext() { return (p != -1); } public String next() { String tmp = str.substring(p); p = search(p+key.length()+1, str, key); return tmp; } public static void main(String[] args) throws IOException { BufferedReader bufReader = new BufferedReader( new InputStreamReader(System.in)); System.out.print("請輸入字串："); String str = bufReader.readLine(); System.out.print("請輸入搜尋關鍵字："); String key = bufReader.readLine(); StringMatch strMatch = new StringMatch(key); strMatch.search(str); while(strMatch.hasNext()) { System.out.println(strMatch.next()); } } } 

 

 

10  Kanpsack Problem 


假設一個揹包的負重最大可達8公斤，而希望在揹包內放置負重範圍你價值最高的物品。

 

java程式碼：

class Fruit { private String name; private int size; private int price; public Fruit(String name, int size, int price) { this.name = name; this.size = size; this.price = price; } public String getName() { return name; } public int getPrice() { return price; } public int getSize() { return size; } } public class Knapsack { public static void main(String[] args) { final int MAX = 8; final int MIN = 1; int[] item = new int[MAX+1]; int[] value = new int[MAX+1]; Fruit fruits[] = { new Fruit("李子", 4, 4500), new Fruit("蘋果", 5, 5700), new Fruit("桔子", 2, 2250), new Fruit("草莓", 1, 1100), new Fruit("甜瓜", 6, 6700)}; for(int i = 0; i < fruits.length; i++) { for(int s = fruits[i].getSize(); s <= MAX; s++) { int p = s - fruits[i].getSize(); int newvalue = value[p] + fruits[i].getPrice(); if(newvalue > value[s]) {// 找到階段最佳解 value[s] = newvalue; item[s] = i; } } } System.out.println("物品/t價格"); for(int i = MAX; i >= MIN; i = i - fruits[item[i]].getSize()) { System.out.println(fruits[item[i]].getName()+ "/t" + fruits[item[i]].getPrice()); } System.out.println("合計/t" + value[MAX]); } } 

 

 

 

11  Towers of Hanoi 

河內之塔(Towers of Hanoi)是法國人M.Claus(Lucas)於1883年從泰國帶至法國的，河內為越戰時北越的首都，即現在的胡志明市；1883年法國數學家 Edouard Lucas曾提及這個故事，據說創世紀時Benares有一座波羅教塔，是由三支鑽石棒（Pag）所支撐，開始時神在第一根棒上放置64個由上至下依由小至大排列的金盤（Disc），並命令僧侶將所有的金盤從第一根石棒移至第三根石棒，且搬運過程中遵守大盤子在小盤子之下的原則，若每日僅搬一個盤子，則當盤子全數搬運完畢之時，此塔將損毀，而也就是世界末日來臨之時。

 

java程式碼：

import java.io.*; public class Hanoi { public static void main(String args[]) throws IOException { int n; BufferedReader buf; buf = new BufferedReader(new InputStreamReader(System.in)); System.out.print("請輸入盤子個數"); n = Integer.parseInt(buf.readLine()); Hanoi hanoi = new Hanoi(); hanoi.move(n, 'A', 'B', 'C'); } public void move(int n, char a, char b, char c) { if(n == 1) System.out.println("盤 " + n + " 由 " + a + " 移至 " + c); else { move(n - 1, a, c, b); System.out.println("盤 " + n + " 由 " + a + " 移至 " + c); move(n - 1, b, a, c); } } } 

 

 

12  Hanoi2Colors 


Hanoi2Colors是由河內塔演變而來的一種演算法。

 

java程式碼：

public class Hanoi2Colors { public static void help() { System.out.println( "Usage: java Hanoi2Colors number_of_disks"); System.out.println( "/t number_of_disks: must be a even number."); System.exit(0); } public static void main(String[] args) { int disks = 0; try { disks = Integer.parseInt(args[0]); } catch (Exception e) { help(); } if ((disks <= 0) || (disks % 2 != 0)) { help(); } hanoi2colors(disks); } public static void hanoi(int disks, char source, char temp, char target) { if (disks == 1) { System.out.println("move disk from " + source + " to " + target); System.out.println("move disk from " + source + " to " + target); } else { hanoi(disks-1, source, target, temp); hanoi(1, source, temp, target); hanoi(disks-1, temp, source, target); } } public static void hanoi2colors(int disks) { char source = 'A'; char temp = 'B'; char target = 'C'; for (int i = disks / 2; i > 1; i--) { hanoi(i-1, source, temp, target); System.out.println("move disk from " + source + " to " + temp); System.out.println("move disk from " + source + " to " + temp); hanoi(i-1, target, temp, source); System.out.println("move disk from " + temp + " to " + target); } System.out.println("move disk from " + source + " to " + temp); System.out.println("move disk from " + source + " to " + target); } }