语法速查 · C++ Cheatsheet

📋 全部知识点一览

📦变量类型

int long long float/double char bool string auto

📤输入输出

cin/cout scanf/printf getline freopen

🚦流程控制

if/else switch ? :

🔄循环

for while 范围 for break/continue

📦STL 容器

vector array stack queue deque priority_queue set map pair/tuple

⚙️常用算法

sort reverse min/max swap 二分查找 accumulate unique 全排列

🔤字符串操作

string 方法 stoi/to_string 字符判断 stringstream

🧮数学函数

cmath 函数 gcd/lcm 随机数位运算

⚡技巧与优化

快速 IO 常量/宏 memset/fill DFS/BFS 竞赛模板

📦 变量类型

32 位有符号整数，范围 -2³¹ ~ 2³¹-1（约 ±2.1×10⁹）

int a = 42;
int b = -100;
unsigned int c = 100;  // 无符号 0~4.2×10⁹

💡 注意：int 做乘法可能溢出！两个 int 相乘结果用 long long 存。

64 位有符号整数，范围 -2⁶³ ~ 2⁶³-1（约 ±9.2×10¹⁸）

long long x = 1000000000000LL;
long long y = 1LL << 60;  // 2^60
unsigned long long z = 0;

💡 竞赛标配：怕溢出？直接 long long 解决大多数问题！

float 单精度（6-7 位有效数字）
double 双精度（15-16 位有效数字）

double pi = 3.141592653589793;
float f = 3.14f;
long double ld = 3.14L;

💡 竞赛：99% 情况用 double 即可。
比较相等用 fabs(a-b) < 1e-9。

存储一个 ASCII 字符，占用 1 字节，也可当作小整数（-128~127）

char ch = 'A';
int code = ch;  // 65
char from_num = 97;  // 'a'

常用 ASCII：'0'=48 'A'=65 'a'=97

取值 true（1）或 false（0）

bool flag = true;
bool is_even = (n % 2 == 0);

任何非零值在条件判断中都视为 true

C++ 标准字符串类

string s = "Hello";
s += " World";  // 拼接
int len = s.size();  // 长度

💡 可以像数组一样用 [] 访问字符。

让编译器自动推导变量类型

auto a = 42;  // int
auto b = 3.14;  // double

注意：引用或要修改时用 auto&

📤 输入输出

使用 using namespace std;

int n; double d;
cin >> n >> d;
cout << n << " " << d << endl;

⚡ 加速：比赛时在 main 开头加：ios::sync_with_stdio(false); cin.tie(0);

比 cin/cout 快

int n; double d;
scanf("%d%lf", &n, &d);
printf("%d %.2f\n", n, d);

注意：scanf 的变量前要加 &

读取包含空格的整行文本

string line;
cin.ignore();
getline(cin, line);

💡 在 cin >> n 之后用 getline 要加 cin.ignore()。

比赛常用文件输入输出

freopen("problem.in", "r", stdin);
freopen("problem.out", "w", stdout);

🚦 流程控制

if (条件) { ... }
else if (条件2) { ... }
else { ... }

常用条件：a > b x != y a >= b && a <= c !flag

用于对一个整型/字符型变量的多个取值做分支

switch (op) {
  case '+': ans = a + b; break;
  case '-': ans = a - b; break;
  default: break;
}

⚠️ 每个 case 末尾别忘记 break！

简洁的条件表达式

int max_val = (a > b) ? a : b;
cout << (score >= 60 ? "Pass" : "Fail");

🔄 循环

// 语法：for(初始化; 条件; 更新)
for (int i = 0; i < n; i++) { ... }
// 倒着走
for (int i = n-1; i >= 0; i--) { ... }

可以省略某些部分：for(;;) 是死循环

while (n > 0) { n--; }
do { cout << x; x++; } while (x < 5);

简洁遍历容器或数组

for (auto x : v) { cout << x; }
// 修改元素用引用
for (auto& x : v) { x *= 2; }

// break — 跳出整个循环
for (...) { if (...) break; }
// continue — 跳过本次循环剩余代码
for (...) { if (i % 2 == 0) continue; }

📦 STL 容器

可动态增长的数组，最常用的容器！

vector<int> v;
v.push_back(10);
v.pop_back();
v.size(); v.clear();
vector<int> a(5, 3);  // 5个3

编译期固定大小的数组

array<int, 5> arr;
arr.fill(0);
arr[0] = 10;

⚠️ 大小必须在编译期确定

后进先出 (LIFO)

stack<int> st;
st.push(10);
st.top();  st.pop();
st.empty();  st.size();

应用：括号匹配、DFS、表达式求值

先进先出 (FIFO)

queue<int> q;
q.push(10);
q.front();  q.pop();
q.back();  q.empty();

应用：BFS、层序遍历

两端都能快速插入/删除

deque<int> dq;
dq.push_back(1);
dq.push_front(2);
dq.pop_back();  dq.pop_front();
dq[0];  // 随机访问

应用：滑动窗口、单调队列

默认最大堆（最大的在顶部）

priority_queue<int> pq;
pq.push(10); pq.push(20);
pq.top();  // 20

应用：Dijkstra、Huffman、TopK

有序集合，自动从小到大排序

set<int> s;
s.insert(10);
s.count(5);  s.erase(10);
s.lower_bound(5);

底层红黑树，操作 O(log n)

按键值对存储和访问

map<string, int> mp;
mp["apple"] = 5;
mp.count("apple");

map 有序 O(log n)，unordered_map 无序 O(1)

组合多个值

pair<int, int> p = {3, 5};
p.first;  p.second;

C++17 结构化绑定：auto [x, y] = p;

⚙️ 常用算法

O(n log n) 快排

sort(v.begin(), v.end());
// 从大到小
sort(v.begin(), v.end(), greater<int>());
// 自定义排序 (lambda)
sort(v.begin(), v.end(), [](int a, int b) { return a > b; });

reverse(v.begin(), v.end());
// 也可用于 string
reverse(s.begin(), s.end());

min(a, b);  max(a, b);
max({a, b, c});  // C++11 列表
*max_element(v.begin(), v.end());

swap(a, b);
swap(v1, v2);  // 交换容器

要求容器已排序

binary_search(v.begin(), v.end(), 5);
auto it = lower_bound(v.begin(), v.end(), 5);
int idx = it - v.begin();

int sum = accumulate(v.begin(), v.end(), 0);

去重标准三步曲

sort(v.begin(), v.end());
v.erase(unique(v.begin(), v.end()), v.end());

do {
  // 处理当前排列
} while (next_permutation(v.begin(), v.end()));

⚠️ 初始序列必须升序

🔤 字符串操作

string s = "Hello World";
s.substr(0, 5);  // "Hello"
s.find("World");  // 6
s.insert(5, " C++");
s.erase(5, 4);

string s = to_string(123);
int a = stoi("42");
double c = stod("3.14");

isdigit('5');  isalpha('a');
islower('a');  isupper('A');
toupper('a');  tolower('A');

stringstream ss("10 20 30");
int x;
while (ss >> x) { cout << x; }

🧮 数学函数

abs(-5);  sqrt(16);
pow(2, 10);  ceil(3.14);
floor(3.14);  round(3.5);

注意：pow 返回 double，整数次幂可能有精度问题

C++11/14 竞赛可用（C++17 起用 std::gcd）

__gcd(12, 18);  // 6
lcm(a, b) = a / __gcd(a, b) * b;

srand(time(0));
int r = rand() % n;  // [0, n-1]
// [L, R] 范围
int r2 = rand() % (R-L+1) + L;

a & b   a | b   a ^ b
~a   a << b   a >> b
// 技巧
x & 1       // 检查奇偶
x & (x-1)  // 去掉最低位的1

⚡ 技巧与优化

#include <bits/stdc++.h> + using namespace std; 后以下名字容易冲突：

// 来自 <cmath> 的数学宏（全局！）
int y0, y1, y2;  // ❌ 报错！y0/y1/y2 是宏
// 来自 std 命名空间的函数
int next, prev;  // ❌ std::next/std::prev
int distance;    // ❌ std::distance
int count;       // ❌ std::count
int hash;        // ❌ std::hash (C++11)

💡 解法：不用 using namespace std; 或避免这些名字；也可用 #define _USE_MATH_DEFINES 前处理。

#include <bits/stdc++.h>
using namespace std;
using ll = long long;
int main() {
  ios::sync_with_stdio(false);
  cin.tie(0);
  int T; cin >> T;
  while (T--) { // 你的代码 }
  return 0;
}

const int MAXN = 100005;
const long long INF = 1LL << 60;
using ll = long long;

ios::sync_with_stdio(false);
cin.tie(0);

⚠️ 加了后不要混用 scanf/printf 和 cin/cout

memset(arr, 0, sizeof(arr));
memset(arr, 0x3f, sizeof(arr));  // INF ≈ 10⁹
fill(v.begin(), v.end(), -1);

💡 memset(arr, 0x3f, sizeof(arr)) 是竞赛中设置 INF 的经典写法！