使用 Java 8 高效读取竞争性编程的输入

竞争性编程要求快速读取、处理、输出大量数据。在 Java 8 中，可以利用 Stream API 和 Lambda 表达式等新特性高效读取输入。本文将介绍如何使用 Java 8 在竞争性编程中高效读取输入。

Scanner 类

Scanner 是 Java 中读取标准输入和文件的一种简单方式。然而，Scanner 的效率并不高。对于大量数据，使用 Scanner 会导致超时或 Memory Limit Exceeded（MLE）的错误。因此，我们需要借助其他的工具来读取输入。

BufferedReader 类

BufferedReader 是 Java 中读取大量数据的一种高效方式。与 Scanner 不同，BufferedReader 可以一次性读取一行或多行数据，从而减少了许多读取 I/O 次数，提高了效率。BufferedReader 读取数据的示例代码如下：

BufferedReader br = new BufferedReader(new InputStreamReader(System.in));
String line;
while ((line = br.readLine()) != null) {
    // 处理输入
}

以上代码使用 BufferedReader 和 InputStreamReader 类从标准输入中读取数据，并逐行处理输入。需要注意的是，因为 BufferedReader 会将每一行的末尾的换行符删除，因此需要手动添加。

下面是将 BufferedReader 与 Stream API 结合使用的示例代码：

BufferedReader br = new BufferedReader(new InputStreamReader(System.in));
br.lines().forEach(line -> {
    // 处理输入
});

以上代码使用 BufferedReader 的 lines() 方法返回一个行的 Stream，然后使用 forEach() 方法逐一处理行数据。使用 Stream API 可以简化代码，提高可读性。

Scanner 和 BufferedReader 的比较

下面是 Scanner 和 BufferedReader 在读取数据时的比较：

| 方法 | Scanner | BufferedReader | |---------------|------------------------------|---------------------------------| | 读取数据类型 | 支持各种数据类型 | 仅支持 String | | 读取速度 | 相对较慢 | 相对较快 | | 读取数据是否带换行 | 是 | 否 | | 读取行数 | 每次读取一行数据，需要多次 I/O 操作 | 可一次性读取一行或多行数据，减少 I/O 操作 |

因此，对于竞争性编程和需要处理大量数据的程序，我们推荐使用 BufferedReader 来读取输入。

使用 StringTokenizer 分割数据

在读取输入时，我们通常需要将一行数据按照空格分割成若干个数据，然后进行处理。StringTokenizer 类提供了一种快速、高效的方法来对字符串进行分割。

下面是使用 StringTokenizer 分割数据的示例代码：

BufferedReader br = new BufferedReader(new InputStreamReader(System.in));
StringTokenizer st = new StringTokenizer(br.readLine());
int n = Integer.parseInt(st.nextToken());
int m = Integer.parseInt(st.nextToken());

以上代码首先使用 BufferedReader 读取一行数据，并使用 StringTokenizer 类将数据按照空格分割成两个整数。需要注意的是，使用 StringTokenizer 读取数据的效率较高，但不支持其他类型的数据读取。

使用 Stream API 处理数据

在读取输入后，我们通常需要对数据进行处理，并输出结果。Java 8 中的 Stream API 和 Lambda 表达式等新特性提供了一种方便、高效的方法来处理和输出数据。

下面是使用 Stream API 处理数据的示例代码：

BufferedReader br = new BufferedReader(new InputStreamReader(System.in));
br.lines().skip(1).map(line -> line.split(" "))
    .mapToInt(arr -> Integer.parseInt(arr[0]) + Integer.parseInt(arr[1]))
    .forEach(System.out::println);

以上代码首先使用 BufferedReader 读取输入数据，并使用 lines() 方法将输入数据转化为 Stream。然后使用 skip() 方法忽略第一行数据，使用 map() 方法将每行数据按照空格分割成一个字符串数组，再使用 mapToInt() 将字符串数组转化为整数，最后使用 forEach() 方法输出结果。

总结

在竞争性编程中，读取输入数据的效率直接影响到程序执行时间和内存消耗。本文介绍了使用 Java 8 的 BufferedReader、StringTokenizer 和 Stream API 等新特性来高效地读取输入和处理数据的方法。通过使用这些工具，我们可以减少 I/O 操作次数，提高程序效率和可读性。