入门

打开编译软件,出现的第一个程序肯定是Hello Word!

#include <iostream>
using namespace std; //C++的命名空间,可以让在不同命名空间中的函数名或变量名相同
int main()
{
cout << "Hello world!" << endl;
return 0;
}

语法基础

变量的定义:变量必须先定义,才可以使用。不能重名。

变量定义的方式:

#include <iostream>
using namespace std;
int main()
{
int a=5;
int c=a,d=10/2;

return 0;
}

在这里插入图片描述

输入输出

整数的输入输出:

#include <iostream>
using namespace std;
int main()
{
int a,b;
cin>>a>>b;
cout<<a+b<<endl;
return 0;
}

字符串的输入输出:

#include <iostream>
#include <string>
using namespace std;
int main()
{
string str;
cin>>str;
cout<<str;
return 0;
}

输入输出多个不同类型的变量:

#include <iostream>
#include <string>
using namespace std;
int main()
{
int a,b;
string str;
cin>>a;
cin>>b>>str;
cout<<str<<" !!! "<<a+b<<endl;
return 0;
}

表达式

整数的加减乘除四则运算:

#include <iostream>
#include <string>
using namespace std;
int main()
{
int a=6+3*4/2-2;
cout<<a<<endl;
int b=a*10+5/2;
cout<<b<<endl;
cout<<23*56-78/3<<endl;
return 0;
}

在这里插入图片描述
浮点数(小数)的运算:

#include <iostream>
#include <string>
using namespace std;
int main()
{
float x=1.5,y=3.2;
cout<<x*y<<' '<<x+y<<endl;
cout<<x-y<<' '<<x/y<<endl;
return 0;
}

整型变量的自增、自减:

#include <iostream>
#include <string>
using namespace std;
int main()
{
int a=1;
int b=a++;
cout<<a<<' '<<b<<endl;
int c=++a;
cout<<a<<' '<<c<<endl;
return 0;
}

变量的类型转换:

#include <iostream>
#include <string>
using namespace std;
int main()
{
float x=123.12;
int y=(int)x;
cout<<x<<' '<<y<<endl;
return 0;
}

Printf语句与判断结构

printf输出格式

#include <iostream>
#include <cstdio>
using namespace std;
int main()
{
//注意:使用printf 时最好添加头文件 #include <cstdio>。
printf("Hello World!");
return 0;
}

Int、float、double、char等类型的输出格式:
(1)Int:%d
(2)Float: %f, 默认保留6位小数
(3)Double: %lf, 默认保留6位小数
(4)Char: %c, 回车也是一个字符,用’\n’表示
(5)Float, double等输出保留若干位小数时用:%.4f, %3lf

#include <iostream>
#include <cstdio>
using namespace std;
int main()
{
int a=3;
float b=3.12345678;
double c=3.12345678;
printf("%5d\n",a);
// %8.3f, 表示这个浮点数的最小宽度为8,保留3位小数,当宽度不足时在前面补空格。
printf("%8.3f\n",b);
// %-8.3f,表示最小宽度为8,保留3位小数,当宽度不足时在后面补上空格
printf("%-8.3f\n",b);
//%08.3f, 表示最小宽度为8,保留3位小数,当宽度不足时在前面补上0
printf("%08.3f\n",b);
printf("%7.3f\n",c);
return 0;
}

if 语句

1.基本if-else语句,当条件成立时,执行某些语句;否则执行另一些语句。
2.Else 语句可以省略。
3.当只有一条语句时,大括号可以省略。
常用比较运算符
(1) 大于 >
(2) 小于 <
(3) 大于等于 >=
(4) 小于等于 <=
(5) 等于 ==
(6) 不等于 !=

判断闰年,闰年输出Yes,反之输出No

#include <iostream>
#include <cstdio>
using namespace std;
int main()
{
int year;
cin>>year;
if(year%400==0 || (year%4==0 && year%100))
puts("Yes");
else puts("No");
return 0;
}

循环结构

while循环

可以简单理解为循环版的if语句。If语句是判断一次,如果条件成立,则执行后面的语句;while是每次判断,如果成立,则执行循环体中的语句,否则停止。

求斐波那契数列的第n项。f(1)=1, f(2)=1, f(3)=2, f(n)=f(n-1) + f(n-2)。

#include <iostream>
#include <cstdio>
using namespace std;
int main()
{
int n;
cin>>n;
int a=1,b=1,i=1;
while(i<n)
{
int c=a+b;
a=b;
b=c;
i++;
}
cout<<a<<endl;
return 0;
}

死循环:循环永久执行,无法结束。我们要避免写出死循环。

do while循环

do while循环不常用。
do while语句与while语句非常相似。唯一的区别是,do while语句限制性循环体后检查条件。不管条件的值如何,我们都要至少执行一次循环。

#include <iostream>
#include <cstdio>
using namespace std;
int main()
{
int x=1;
while(x<1)
{
cout<<"x!"<<endl;
x++;
}
int y=1;
do
{
cout<<"y!"<<endl;
}while(y<1);
return 0;
}

for 循环

基本思想:把控制循环次数的变量从循环体中剥离。
for (init-statement : condition: expression)
{
statement
}
init-statement可以是声明语句、表达式、空语句,一般用来初始化循环变量;
condition 是条件表达式,和while中的条件表达式作用一样;可以为空,空语句表示true
expression 一般负责修改循环变量,可以为空
init-statement可以定义多个变量,expression也可以修改多个变量。

#include <iostream>
#include <cstdio>
using namespace std;
int main()
{
for(int i=0;i<10;++i)
cout<<i<<endl;
return 0;
}

跳转语句

break可以提前从循环中退出,一般与if语句搭配。

判断一个大于1的数是否是质数。

#include <iostream>
#include <cstdio>
using namespace std;
int main()
{
int n;
cin>>n;
bool is_prime=true;
for(int i=2;i<n;i++)
if(n%i==0)
{
is_prime=false;
break;
}
if(is_prime) cout<<"yes"<<endl;
else cout<<"no"<<endl;
return 0;
}

continue可以直接跳到当前循环体的结尾。作用与if语句类似。

求1~100中所有偶数的和。

#include <iostream>
#include <cstdio>
using namespace std;
int main()
{
int sum=0;
for(int i=1;i<=100;i++)
{
if(i%2) continue;
sum+=i;
}
cout<<sum<<endl;
return 0;
}

打印1~100中的所有质数

#include <iostream>
#include <cstdio>
using namespace std;
int main()
{
for(int i=2;i<=100;i++)
{
bool is_prime=true;
for(int j=2;j<i;j++)
{
if(i%j==0)
{
is_prime=false;
break;
}
}
if(is_prime) cout<<i<<endl;
}
return 0;
}

输入一个n,打印n阶菱形。n是奇数。

#include <iostream>
#include <cstdio>
using namespace std;
int main()
{
int n;
cin>>n;
int cx=n/2,cy=n/2;
for(int i=0;i<n;i++)
{
for(int j=0;j<n;j++)
if(abs(i-cx)+abs(j-cy)<=n/2)
cout<<"*";
else cout<<' ';
cout<<endl;
}
return 0;
}

数组

数组的定义方式和变量类似。

#include <iostream>
#include <cstdio>
using namespace std;
int main()
{
int a[10],b[20];
float f[33];
double d[123];
char c[21];
return 0;
}

数组的初始化,在main函数内部,未初始化的数组中的元素是随机的。

#include <iostream>
#include <cstdio>
using namespace std;
int main()
{
int a[3]={0,1,2}; //含有3个元素的数组,元素分别是0,1,2
int b[]={0,1,1}; //维度是3的数组
int c[5]={0,1,2}; //等价于 c[]={0,1,2,0,0}
char d[3]={'a','b','c'}; //字符数组的初始化
return 0;
}

访问数组元素,通过下标访问数组。

#include <iostream>
#include <cstdio>
using namespace std;
int main()
{
int a[3]={0,1,2}; //数组下标从0开始
cout<<a[0]<<' '<<a[1]<<' '<<a[2]<<endl;
a[0]=5;
cout<<a[0]<<endl;
return 0;
}

使用数组实现求斐波那契数列的第N项。

#include <iostream>
#include <cstdio>
using namespace std;
int main()
{
int n;
int f[100];
cin>>n;
f[0]=0,f[1]=1;
for(int i=2;i<=n;i++) f[i]=f[i-1]+f[i-2];
cout<<f[n]<<endl;
return 0;
}

输入一个n,再输入n个整数。将这个数组顺时针旋转k(k <= n)次,最后将结果输出。

#include <iostream>
#include <algorithm>
using namespace std;
int main()
{
int n,k;
int a[100];
cin>>n>>k;
for(int i=0;i<n;i++) cin>>a[i];
reverse(a,a+k);
reverse(a+k,a+n);
reverse(a,a+n);
for(int i=0;i<n;i++) cout<<a[i]<<' ';
cout<<endl;
return 0;
}

计算2的N次方。N <= 10000

#include <iostream>
#include <algorithm>
using namespace std;
int main()
{
int a[10000],size=1,n;
a[0]=1;
cin>>n;
while(n--)
{
int t=0;
for(int i=0;i<size;i++)
{
t+=a[i]*2;
a[i]=t%10;
t/=10;
}
if(t) a[size++]=t;
}
for(int i=size-1;~i;i--) cout<<a[i];
cout<<endl;
return 0;
}

多维数组:多维数组就是数组的数组。
Int a[3][4]; // 大小为3的数组,每个元素是含有4个整数的数组。
Int arr[10][20][30] = {0}; /*** 将所有元素初始化为0
,大小为10的数组,它的每个元素是含有4个整数的数组, 这些数组的元素是含有30个整数的数组 ***/

#include <iostream>
#include <algorithm>
using namespace std;
int main()
{
int b[3][4]={ //三个元素,每个元素是大小为4的数组
{0,1,2,3}, //第一行的初始值
{4,5,6,7}, //第二行的初始值
{8,9,10,11} //第三行的初始值
};
return 0;
}

输入一个n行m列的矩阵,从左上角开始将其按回字形的顺序顺时针打印出来。

#include <iostream>
#include <algorithm>
using namespace std;
int main()
{
int n,m;
int arr[50][50];
cin>>n>>m;
for(int i=0;i<n;i++)
for(int j=0;j<m;j++) cin>>arr[i][j];

bool st[50][50]={false};
int dx[4]={-1,0,1,0},dy[4]={0,1,0,-1};
int d=1,x=0,y=0;
for(int i=0;i<n*m;i++)
{
int a=x+dx[d],b=y+dy[d];
if(a<0 || a>=n || b<0 || b>=m || st[a][b])
{
d=(d+1)%4;
a=x+dx[d],b=y+dy[d];
}
cout<<arr[x][y]<<' ';
// cout<<"x = "<<x<<' '<<"y = "<<y<<endl;
st[x][y]=true;
x=a,y=b;
}
cout<<endl;
return 0;
}

字符串

字符与整数的联系——ASCII码

每个常用字符都对应一个-128~127的数字,二者之间可以相互转化

#include <iostream>
using namespace std;
int main()
{
char c='a';
cout<<(int)c<<endl;
int a=66;
cout<<(char)a<<endl;
return 0;
}

常用ASCII值:’A’-‘Z’ 是65~90,’a’-‘z’是97-122,’0’-‘9’是48-57。字符可以参与运算,运算时会将其当做整数

#include <iostream>
using namespace std;
int main()
{
int a='B'-'A';
int b='A'*'B';
char c='A'+2;
cout<<a<<endl;
cout<<b<<endl;
cout<<c<<endl;
return 0;
}

输入一行字符,统计出其中数字字符的个数,以及字母字符的个数。

#include <iostream>
using namespace std;
int main()
{
int n=0,c=0;
string s;
cin>>s;
for(int i=0;i<s.size();i++)
{
if(s[i]>='0'&&s[i]<='9') n++;
if((s[i]>='a'&&s[i]<='z')||(s[i]>='A'&&s[i]<='Z')) c++;
}
cout<<n<<' '<<c<<endl;
return 0;
}

字符数组

字符串就是字符数组加上结束符’\0’。可以使用字符串来初始化字符数组,但此时要注意,每个字符串结尾会暗含一个’\0’字符,因此字符数组的长度至少要比字符串的长度多1!

#include <iostream>
using namespace std;
int main()
{
char a1[]={'C','+','+'}; //列表初始化,没有空字符
char a2[]={'C','+','+','\0'}; //列表初始化,含有显示的空字符
char a3[]="C++"; //自动添加表示字符串结尾的空字符
char a4[6]="Daniel"; //错误:没有空间可存放空字符!
return 0;
}

字符数组的输入输出

#include <iostream>
using namespace std;
int main()
{
char str[100];
cin>>str; //输入字符串时,遇到空格或者回车就会停止!
cout<<str<<endl; //输出字符串时,遇到空格或者回车不会停止
printf("%s\n",str);
return 0;
}

读入一行字符串,包括空格

#include <iostream>
using namespace std;
int main()
{
char str[100];
gets(str);
cout<<str<<endl;
return 0;
}

字符数组的常用操作

下面几个函数需要引入头文件: #include <string.h>
(1)strlen(str):求字符串的长度
(2)strcmp(a, b):比较两个字符串的大小,a < b 返回-1,a == b 返回0,a > b返回1。这里的比较方式是字典序!
(3)strcpy(a, b):将字符串b复制给从a开始的字符数组。

#include <iostream>
#include <string.h>
using namespace std;
int main()
{
char a[100]="hello world!",b[100];
cout<<strlen(a)<<endl;
strcpy(b,a);
cout<<strcmp(a,b)<<endl;
return 0;
}

遍历字符数组中的字符

#include <iostream>
#include <string.h>
using namespace std;
int main()
{
char a[100]="hello world!";
for(int i=0;i<strlen(a);i++) cout<<a[i]<<endl;
return 0;
}

标准库类型 string

可变长的字符序列,比字符数组更加好用。需要引头文
件:#include <string>

定义和初始化

#include <iostream>
#include <string>
using namespace std;
int main()
{
string s1; //默认初始化,s1是一个空字符串
string s2=s1; //s2是s1的副本
string s3="hiya"; //s3是该字符串字面值的副本
string s4(10,'c'); //s4的内容是 cccccccccc
return 0;
}

string的读写

#include <iostream>
#include <string>
using namespace std;
int main()
{
string s1,s2;
cin>>s1>>s2;
cout<<s1<<s2<<endl;
return 0;
}

不能用printf直接输出string,需要写成:printf(“%s”, s.c_str())
使用getline读取一整行

#include <iostream>
#include <string>
using namespace std;
int main()
{
string s;
getline(cin,s);
cout<<s<<endl;
return 0;
}

string的empty和size操作(注意size是无符号整数,因此 s.size() <= -1一定成立)

#include <iostream>
#include <string>
using namespace std;
int main()
{
string s1,s2="abc";
cout<<s1.empty()<<endl;
cout<<s2.empty()<<endl;
cout<<s2.size()<<endl;
return 0;
}

string 的比较:支持 > < >= <= == !=等所有比较操作,按字典序进行比较。
为string对象赋值:
string s1(10, ‘c’), s2; // s1的内容是 cccccccccc;
//s2是一个空字符串
s1 = s2; // 赋值:用s2的副本替换s1的副本
// 此时s1和s2都是空字符串
两个string对象相加:
string s1 = “hello, ”, s2 = “world\n”;
string s3 = s1 + s2; // s3的内容是 hello, world\n
s1 += s2; // s1 = s1 + s2
字面值和string对象相加:做加法运算时,字面值和字符都会被转化成string对象,因此直接相加就是将这些字面值串联起来:
string s1 = “hello”, s2 = “world”; // 在s1和s2中都没有标点符号
string s3 = s1 + “, “ + s2 + ‘\n’;
当把string对象和字符字面值及字符串字面值混在一条语句中使用时,必须确保每个加法运算符的两侧的运算对象至少有一个是string:
string s4 = s1 + “, “; // 正确:把一个string对象和有一个字面值相加
string s5 = “hello” +”, “; // 错误:两个运算对象都不是string
string s6 = s1 + “, “ + “world”; // 正确,每个加法运算都有一个运算符是string
string s7 = “hello” + “, “ + s2; // 错误:不能把字面值直接相加,运算是从左到右进行的。

处理string对象中的字符,可以将string对象当成字符数组来处理

#include <iostream>
#include <string>
using namespace std;
int main()
{
string s="hello word";
for(int i=0;i<s.size();i++) cout<<s[i]<<endl;
return 0;
}

使用基于范围的for语句

#include <iostream>
#include <string>
using namespace std;
int main()
{
string s="hello word";
for(char c : s) cout<<c<<endl;
for(char &c : s) c='a';
cout<<s<<endl;
return 0;
}

函数

函数基础

一个典型的函数定义包括以下部分:返回类型、函数名字、由0个或多个形参组成的列表以及函数体。

int fact(int val)  //求阶乘的程序
{
int ret = 1;
while (val > 1)
ret *= val -- ;
return ret;
}

函数名字是fact,它作用于一个整型参数,返回一个整型值。return语句负责结束fact并返回ret的值。
调用函数

int main()
{
int j = fact(5);
cout << "5! is " << j << endl;

return 0;
}

函数的调用完成两项工作:一是用实参初始化函数对应的形参,二是将控制权转移给被调用函数。此时,主调函数的执行被暂时中断,被调函数开始执行。
形参和实参

实参是形参的初始值。第一个实参初始化第一个形参,第二个实参初始化第二个形参,依次类推。形参和实参的类型和个数必须匹配。
fact(“hello”); // 错误:实参类型不正确
fact(); // 错误:实参数量不足
fact(42, 10, 0); // 错误:实参数量过多
fact(3.14); // 正确:该实参能转换成int类型,等价于fact(3);
形参也可以设置默认值,但所有默认值必须是最后几个。当传入的实参个数少于形参个数时,最后没有被传入值的形参会使用默认值。

函数的形参列表

函数的形参列表可以为空,但是不能省略。
void f1() {/* …. /} // 隐式地定义空形参列表
void f2(void) {/
/} // 显式地定义空形参列表
形参列表中的形参通常用逗号隔开,其中每个形参都是含有一个声明符的声明。即使两个形参的类型一样,也必须把两个类型都写出来:
int f3(int v1, v2) {/
/} // 错误
int f4(int v1, int v2) {/
… */} // 正确

函数返回类型

大多数类型都能用作函数的返回类型。一种特殊的返回类型是void,它表示函数不返回任何值。函数的返回类型不能是数组类型或函数类型,但可以是指向数组或者函数的指针。

局部变量、全局变量与静态变量

局部变量只可以在函数内部使用,全局变量可以在所有函数内使用。当局部变量与全局变量重名时,会优先使用局部变量。

参数传递

传值参数:当初始化一个非引用类型的变量时,初始值被拷贝给变量。此时,对变量的改动不会影响初始值。

#include <iostream>
#include <string>
using namespace std;
int f(int x)
{
x=5;
}
int main()
{
int x=10;
f(x);
cout<<x<<endl;
return 0;
}

传引用参数:当函数的形参为引用类型时,对形参的修改会影响实参的值。使用引用的作用:避免拷贝、让函数返回额外信息。

#include <iostream>
#include <string>
using namespace std;
int f(int &x)
{
x=5;
}
int main()
{
int x=10;
f(x);
cout<<x<<endl;
return 0;
}

数组形参:在函数中对数组中的值的修改,会影响函数外面的数组。
一维数组形参的写法:
// 尽管形式不同,但这三个print函数是等价的
void print(int a) {//}
void print(int a[]) {/
/}
void print(int a[10]) {/
… */}

#include <iostream>
#include <string>
using namespace std;
int print(int a[])
{
for(int i=0;i<10;i++) cout<<a[i]<<endl;
}
int main()
{
int a[10];
for(int i=0;i<10;i++) a[i]=i;
print(a);
return 0;
}

多维数组形参的写法:多维数组中,除了第一维之外,其余维度的大小必须指定
void print(int (a)[10]) {//}
void print(int a[][10]) {/
… */}

#include <iostream>
#include <string>
using namespace std;
int print(int a[][10])
{
for(int i=0;i<10;i++)
{
for(int j=0;j<10;j++)
cout<<a[i][j]<<' ';
cout<<endl;
}
}
int main()
{
int a[10][10];
for(int i=0;i<10;i++)
for(int j=0;j<10;j++)
a[i][j]=j;
print(a);
return 0;
}

返回类型和return语句:return 语句终止当前正在执行的函数并将控制权返回到调用该函数的地方。return语句有两种形式:
return;
return expression;

无返回值函数:没有返回值的return语句只能用在返回类型是void的函数中。返回void的函数不要求非得有return语句,因为在这类函数的最后一句后面会隐式地执行return。通常情况下,void函数如果想在它的中间位置提前退出,可以使用return语句。return的这种用法有点类似于我们用break语句退出循环。

void swap(int &v1,int &v2)
{
// 如果两个值相等,则不需要交换,直接退出
if (v1 == v2)
return;
// 如果程序执行到了这里,说明还需要继续完成某些功能

int tmp = v2;
v2 = v1;
v1 = tmp;
// 此处无须显示的return语句
}

有返回值的函数:只要函数的返回类型不是void,则该函数内的每条return语句必须返回一个值。return语句返回值的类型必须与函数的返回类型相同,或者能隐式地转换函数的返回类型。

#include <iostream>
using namespace std;
int max(int x,int y)
{
if(x>y) return x;
return y;
}
int main()
{
int x,y;
cin>>x>>y;
cout<<max(x,y)<<endl;
return 0;
}

函数递归:在一个函数内部,也可以调用函数本身。

#include <iostream>
using namespace std;
int fact(int n)
{
if(n<=1) return 1;
return n*fact(n-1);
}
int main()
{
int n;
cin>>n;
cout<<fact(n)<<endl;
return 0;
}

类、结构体、指针、引用

类与结构体

类的定义:类中的变量和函数被统一称为类的成员变量。
private后面的内容是私有成员变量,在类的外部不能访问;public后面的内容是公有成员变量,在类的外部可以访问。

#include <iostream>
using namespace std;
const int N = 1000010;
class Person
{
private:
int age, height;
double money;
string books[100];

public:
string name;

void say()
{
cout << "I'm " << name << endl;
}

int set_age(int a)
{
age = a;
}

int get_age()
{
return age;
}

void add_money(double x)
{
money += x;
}
} person_a, person_b, persons[100];

int main()
{
Person c;
c.name = "Edviv"; // 正确!访问公有变量
c.age = 18; // 错误!访问私有变量
c.set_age(18); // 正确!set_age()是共有成员变量
c.add_money(100);

c.say();
cout << c.get_age() << endl;

return 0;
}

结构体和类的作用是一样的。不同点在于类默认是private,结构体默认是public。

指针和引用

指针指向存放变量的值的地址。因此我们可以通过指针来修改变量的值

#include <iostream>
using namespace std;
int main()
{
int a=10;
int *p=&a;
*p+=5;
cout<<*p<<endl;
return 0;
}

数组名是一种特殊的指针,指针可以做运算

#include <iostream>
using namespace std;
int main()
{
int a[5]={1,2,3,4,5};
for(int i=0;i<5;i++) cout<<*(a+i)<<endl;
return 0;
}

引用和指针类似,相当于给变量起了个别名

#include <iostream>
using namespace std;
int main()
{
int a=10;
int &p=a;
p+=5;
cout<<p<<endl;
return 0;
}

单链表

#include <iostream>
#include <string.h>
using namespace std;
const int N=10000;
struct Node
{
int val;
Node *next;
}*head;
int main()
{
for(int i=1;i<=5;i++)
{
Node *p=new Node();
p->val=i;
p->next=head;
head=p;
}
for(Node *p=head;p;p=p->next) cout<<p->val<<' ';
cout<<endl;
return 0;
}

STL

vector

vector是变长数组,支持随机访问,不支持在任意位置 O(1) 插入。为了保证效率,元素的增删一般应该在末尾进行。

声明:
#include <vector> 头文件
vector<int> a; 相当于一个长度动态变化的int数组
vector<int> b[233]; 相当于第一维长233,第二位长度动态变化的int数组
struct rec{…};
vector<rec> c; 自定义的结构体类型也可以保存在vector中

size/empty

size函数返回vector的实际长度(包含的元素个数),empty函数返回一个bool类型,表明vector是否为空。二者的时间复杂度都是 O(1)。
所有的STL容器都支持这两个方法,含义也相同,之后我们就不再重复给出。

clear

clear函数把vector清空。

迭代器

迭代器就像STL容器的“指针”,可以用星号“*”操作符解除引用。一个保存int的
vector的迭代器声明方法:vector<int>::iterator it;vector的迭代器是“随机
访问迭代器”,可以把vector的迭代器与一个整数相加减,其行为和指针的移动类
似。可以把vector的两个迭代器相减,其结果也和指针相减类似,得到两个迭代器
对应下标之间的距离。

begin/end

begin函数返回指向vector中第一个元素的迭代器。例如a是一个非空的vector,则
*a.begin()与a[0]的作用相同。
所有的容器都可以视作一个“前闭后开”的结构,end函数返回vector的尾部,即第n
个元素再往后的“边界”。*a.end()与a[n]都是越界访问,其中n=a.size()。
下面两份代码都遍历了vector<int>a,并输出它的所有元素。
for (int I = 0; I < a.size(); I ++) cout << a[i] << endl;
    for (vector<int>::iterator it = a.begin(); it != a.end(); it ++) 
        cout << *it << endl;

front/back

front函数返回vector的第一个元素,等价于*a.begin() 和 a[0]。
back函数返回vector的最后一个元素,等价于*==a.end() 和 a[a.size() – 1]。

push_back() 和 pop_back()

a.push_back(x) 把元素x插入到vector a的尾部。
b.pop_back() 删除vector a的最后一个元素。

queue

#include <queue>头文件queue主要包括循环队列queue和优先队列
priority_queue两个容器。
声明:
queue<int> q;
struct rec{…}; queue<rec> q; //结构体rec中必须定义小于号
priority_queue<int> q; // 大根堆
priority_queue<int, vector<int>, greater<int> q; // 小根堆
priority_queue<pair<int, int>>q;

循环队列 queue

push 从队尾插入
pop 从队头弹出
front 返回队头元素
back 返回队尾元素

优先队列 priority_queue

push 把元素插入堆
pop 删除堆顶元素
top 	查询堆顶元素(最大值)

stack

#include <stack>
头文件stack包含栈。声明和前面的容器类似。
push 向栈顶插入
pop 弹出栈顶元素

deque

#include <deque>
双端队列deque是一个支持在两端高效插入或删除元素的连续线性存储空间。它就像
是vector和queue的结合。与vector相比,deque在头部增删元素仅需要O(1)的时间;
与queue相比,deque像数组一样支持随机访问。
[] 随机访问
begin/end,返回deque的头/尾迭代器
front/back 队头/队尾元素
push_back 从队尾入队
push_front 从队头入队
pop_back 从队尾出队
pop_front 从队头出队
clear 清空队列

set

#include <set>
头文件set主要包括set和multiset两个容器,分别是“有序集合”和“有序多重集合”,
即前者的元素不能重复,而后者可以包含若干个相等的元素。set和multiset的内部
实现是一棵红黑树,它们支持的函数基本相同。
声明:
set<int> s;
struct rec{…}; set<rec> s; // 结构体rec中必须定义小于号
multiset<double> s;

size/empty/clear
与vector类似

迭代器

set和multiset的迭代器称为“双向访问迭代器”,不支持“随机访问”,支持星号(*)
解除引用,仅支持”++”和--“两个与算术相关的操作。
设it是一个迭代器,例如set<int>::iterator it;
若把it++,则it会指向“下一个”元素。这里的“下一个”元素是指在元素从小到大排
序的结果中,排在it下一名的元素。同理,若把it--,则it将会指向排在“上一个”
的元素。

begin/end

返回集合的首、尾迭代器,时间复杂度均为O(1)。
s.begin() 是指向集合中最小元素的迭代器。
s.end() 是指向集合中最大元素的下一个位置的迭代器。
换言之,就像vector一样,是一个“前闭后开”的形式。
因此--s.end()是指向集合中最大元素的迭代器。

insert

s.insert(x)把一个元素x插入到集合s中,时间复杂度
为 O(logn)。
在set中,若元素已存在,则不会重复插入该元素,对集
合的状态无影响。

find

s.find(x) 在集合s中查找等于x的元素,并返回指向该
元素的迭代器。若不存在,则返回s.end()。时间复杂
度为 O(logn)。

lower_bound/upper_bound

这两个函数的用法与find类似,但查找的条件略有不同,
时间复杂度为 O(logn)。
s.lower_bound(x) 查找大于等于x的元素中最小的一个,
并返回指向该元素的迭代器。
s.upper_bound(x) 查找大于x的元素中最小的一个,并
返回指向该元素的迭代器。

erase

设it是一个迭代器,s.erase(it) 从s中删除迭代器it
指向的元素,时间复杂度为O(logn)
设x是一个元素,s.erase(x) 从s中删除所有等于x的元
素,时间复杂度为O(k+logn),其中k是被删除的元素个
数。

count

s.count(x) 返回集合s中等于x的元素个数,时间复杂
度为 O(k +logn),其中k为元素x的个数。

map

#include <map>
map容器是一个键值对key-value的映射,其内部实现是
一棵以key为关键码的红黑树。Map的key和value可以是
任意类型,其中key必须定义小于号运算符。
声明:
map<key_type, value_type> name;
例如:
map<long, long, bool> vis;
map<string, int> hash;
map<pair<int, int>, vector<int>> test;

size/empty/clear/begin/end均与set类似。

Insert/erase
与set类似,但其参数均是pair<key_type, value_type>。

find

h.find(x) 在变量名为h的map中查找key为x的二元组。

[]操作符:

h[key] 返回key映射的value的引用,时间复杂度为
O(logn)。
[]操作符是map最吸引人的地方。我们可以很方便地通过
h[key]来得到key对应的value,还可以对h[key]进行赋值
操作,改变key对应的value。

位运算与常用库函数

位运算

& 与
| 或
~ 非
^ 异或
>> 右移
<< 左移

常用操作:
(1)求x的第k位数字 x >> k & 1
(2)lowbit(x) = x & -x,返回x的最后一位1

常用库函数

reverse 翻转

翻转一个vector:reverse(a.begin(), a.end());
翻转一个数组,元素存放在下标1~n:
reverse(a + 1, a + 1 + n);

unique 去重

返回去重之后的尾迭代器(或指针),仍然为前闭后开,
即这个迭代器是去重之后末尾元素的下一个位置。该函
数常用于离散化,利用迭代器(或指针)的减法,可计
算出去重后的元素个数。
把一个vector去重:
int m =unique(a.begin(), a.end()) – a.begin();
把一个数组去重,元素存放在下标1~n:
int m = unique(a + 1, a + 1 + n) – (a + 1);

random_shuffle 随机打乱

用法与reverse相同

sort

对两个迭代器(或指针)指定的部分进行快速排序。可
以在第三个参数传入定义大小比较的函数,或者重载“小
于号”运算符。
把一个int数组(元素存放在下标1~n)从大到小排序,
传入比较函数:
int a[MAX_SIZE];
bool cmp(int a, int b) {return a > b; }
sort(a + 1, a + 1 + n, cmp);
把自定义的结构体vector排序,重载“小于号”运算符:
struct rec{ int id, x, y; }
vector<rec> a;
bool operator <(const rec &a, const rec &b) {
return a.x < b.x || a.x == b.x && a.y < b.y;
}
sort(a.begin(), a.end());

lower_bound/upper_bound 二分

lower_bound 的第三个参数传入一个元素x,在两个迭
代器(指针)指定的部分上执行二分查找,返回指向第
一个大于等于x的元素的位置的迭代器(指针)
upper_bound 的用法和lower_bound大致相同,唯一的
区别是查找第一个大于x的元素。当然,两个迭代器(
指针)指定的部分应该是提前排好序的。
在有序int数组(元素存放在下标1~n)中查找大于等于
x的最小整数的下标:
int I = lower_bound(a + 1, a + 1 + n,. x) – a;
在有序vector<int> 中查找小于等于x的最大整数(假
设一定存在):
int y = *--upper_bound(a.begin(), a.end(), x);