Python ACM 模式下的输入输出

#Python #数据结构与算法
与leetcode的核心代码模式不同，acm模式下需要自己编写输入与输出函数。
推荐以下几个网站练习acm模式：
牛客网：OJ在线编程常见输入输出练习场
牛客网：华为机试
AcWing

1. 输入函数模板

1.1 获取输入数据

Python输入数据主要通过input()函数实现，input()会读取控制台一行的输入，如果输入有多行的话，需要多次使用input()。

# 输入为: 1 2 3 4 5
a = input()
# a = '1 2 3 4 5'

与Python2中不同，Python3中的input()会将接受的数据返回为一个string类型，如果一行中有多个数据的话，则需要使用split()进行切割。split()切割后返回一个列表。

# 输入为： 1 2 3 4 5
a = input().split() # split()默认以空字符为分隔符，包括空格、换行(\n)、制表符(\t)等
# a = ['1', '2', '3', '4', '5']
	  
# 输入为：1,2,3,4,5
b = input().split(',') # 以逗号为分隔符
# b = ['1', '2', '3', '4', '5']

因为input()返回的是string，分割后也是一个字符列表，如果输入数据是数字则需要进行类型转换。可以单个转换或是用列表批量转换，或者是使用map()并行转换。map()函数返回的是一个迭代器，不能改变值，如果需要改变值的话还需要转换成列表

# 输入为： 1 
a = int(input()) # 单个转换
	  
# 输入为：1 2 3 4 5
b = input().split() # b = ['1', '2', '3', '4', '5']
c = [int(i) for i in b] # 使用列表进行批量转换 c = [1, 2, 3, 4, 5]
d = [int(i) for i in input().split()] # 当然可以一步倒位
	  
# 使用map进行并行转换
e = map(int, input().split()) # 此时e是一个map迭代器，不能赋值，也不能索引
f = list(e) # 转换为列表，e = [1, 2, 3, 4, 5]
g = list(map(int, input().split())) # 一步到位
	  

1.2 三种情况的输入数据

情况1: 多行输入，同时未指定用例的个数，例子1

while True:
	  try:
	      data = input()
	      solve(data) # 核心函数
	  except:
	      break

情况2: 多行输入， 指定用例个数， 例子2

n = int(input()) 获取用例个数
for _ in range(n):
	  data = input()
	  solve(data) # 核心函数

情况3: 多行输入，指定某个条件退出，例子3

while True:
	  data = input()
	  if judge(data): # 判断
	      break
	  solve(data)

2. 输出函数模板

Python3的输出主要靠print()函数，就是把结果打印至终端。需要对print()函数的sep和end两个参数有一定的了解，可以查看菜鸟教程
情况1: 输出单个数字

# 输出 a (a = 1)
print(a)

情况2: 输出多个数字，同时要求以分隔符隔开

# 输出 a=1, b=2, c=3
print(a, b, c) # print默认以空格为分隔符
# output：1 2 3
print(a, b, c, sep=',') # 以逗号为分隔符
# output：1,2,3

情况3：最终结果是一个列表

# 最终结果 res = [1, 2, 3]
# 1. 直接输出列表
print(res)
# 2. 输出列表, 每个元素单独输出
for i in range(len(res)):
    print(res[i])
#output: 1
#        2
#        3

# 3. 输出列表，每个元素单独输出，同时还需要在同一行输出, 以空格分隔
for i in range(len(res)):
    print(res[i], end=' ')  # end的默认值是'\n'，即换行
    # output: 1 2 3 

情况4: 将字符列表合成一个字符串，需要用到join()函数

# res = ['a', 'b', 'c']
# 输出是一个字符串
print("".join(res))
# output: abc

# 输出是一个字符串，且用 * 号分隔
print("*".join(res))
# output: a*b*c
# 如果用 print(res[i], end = '*') 的话，输出就是 a*b*c*了，在末尾还多了一个*

3. 链表的输入输出

acm模式中的链表也是通过输入一个数组来模拟的，所以获取输入数据和前面没有什么不同。
主要在于定义链表结构、将输入数据转化为链表以及输出链表。
华为机试：从单向链表中删除指定值的节点
华为机试：输出单向链表中倒数第k个节点

# 定义链表结构
class ListNode:
    def __init__(self,val,next=None):
        self.val = val
        self.next = next

# 数组转链表
def nums2ListNode(nums):
    dummy = ListNode(None)
    root = ListNode(nums[0])
    dummy.next = root
    i = 1
    while i < len(nums):
        node = ListNode(nums[i])
        root.next = node
        root = root.next
        i += 1
        root.next = None
    return dummy.next

# 打印链表
nums = [1,2,3,4,5]
root = nums2ListNode(nums)
while root:
    print(root.val)
    root = root.next

4. 二叉树

4. 二叉树的输入输出

4.1 完全二叉树格式输入

acm模式中一般用输入一行数字代表一个二叉树，一般会以完全二叉树格式输入。这行数字的按照层序遍历的顺序排列，且其中空节点一般会用特定的符号表示，如0或是null
可以直接用数组表示二叉树，例如列表Tree, 将Tree[i]的左子树和右子树分别为Tree[2*i+1]和Tree[2*i+2]，不过会比较占用空间。

# 中序遍历
def inorder_traversal(nums, index):
    if index >= len(nums) or nums[index] == -1:
        return
    left, right = 2 * index + 1, 2 * index + 2
    inorder_traversal(nums, left)
    print(nums[index], end = ' ')
    inorder_traversal(nums, right)
	  
	  
# 输入为 1 2 3 null 4 null 5
#      1
#    /   \
#   2     3
#    \     \
#     4     5
if __name__ == "__main__":
    nums = input().split()
    nums = [int(num) if num != 'null' else -1 for num in nums]
    inorder_traversal(nums, 0)

    # output: 2 4 1 3 5 

也可以用链表实现，更省空间，但操作更复杂一些。

# 定义二叉树类函数
class TreeNode:
    def __init__(self, val=0, left=None, right=None):
        self.val = val
        self.left = left
        self.right = right
	  
	  
# 由数组转二叉树
def construct_binary_tree(nums, index):
    if index >= len(nums):
        return
    # -1作为空节点
    if nums[index] == -1:
        return None
    left = index * 2 + 1
    right = index * 2 + 2
    root = TreeNode(nums[index])
    root.left = construct_binary_tree(nums, left)
    root.right = construct_binary_tree(nums, right)
    return root

# 中序遍历
def inorder_traversal(root):
    if not root: return
    inorder_traversal(root.left)
    print(root.val, end=' ')
    inorder_traversal(root.right)

# 输入为 1 2 3 null 4 null 5
#      1
#    /   \
#   2     3
#    \     \
#     4     5
if __name__ == "__main__":
	nums = input().split()
	nums = [int(num) if num != 'null' else -1 for num in nums]
	root = construct_binary_tree(nums, 0)
	inorder_traversal(root)
   # output: 2 4 1 3 5
	  

4.2 其他格式输入

有部分题目的输入格式不是完全二叉树，例如leetcode的二叉树格式，输入的数组虽然也是按照层序遍历的顺序，但并不是每一层的空节点都会表示出来，而是仅表示与非空节点连接的空节点。

# 数组转二叉树
def construct_binary_tree(nums):  # nums = ['1', '2', '3', 'null', 'null', 'null', '5']
    if nums == []: return
    root = TreeNode(nums[0])
    queue = collections.deque()
    queue.append(root)
    i = 1
    while i < len(nums):
        node = queue.popleft()
        if i < len(nums) and nums[i] != -1:
            node.left = TreeNode(nums[i])
            queue.append(node.left)
        i += 1
        if i < len(nums) and nums[i] != -1:
            node.right = TreeNode(nums[i])
            queue.append(node.right)
        i += 1
    return root
  
# 中序遍历
def inorder_traversal(root):
    if not root: return
    inorder_traversal(root.left)
    print(root.val, end=' ')
    inorder_traversal(root.right)
  
# 输入 1 null 1 null 1 2
#    1
#  /  \
#null  1
#    /   \
#   null  1
#        /
#       2
if __name__ == "__main__":
	nums = input().split()
	nums = [int(num) if num != 'null' else -1 for num in nums]
	root = construct_binary_tree(nums)
	inorder_traversal(root)
  	# 输出 1 1 2 1

参考博客

ACM模式笔试编程题Python3的输入和输出格式详解
ACM模式下链表、二叉树的输入Python实现

本文链接

http://t.csdn.cn/m7VMg