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C++ 技巧

8 min

我看到很多程式設計師這樣寫程式碼：

pair<int, int> p;
vector<int> v;
p = make_pair(3, 4);
v.push_back(4); v.push_back(5);

其實完全可以這樣寫：

pair<int, int> p;
vector<int> v;
p = {3, 4};
v = {4, 5};

1. 用花括號 {} 給容器賦值

很多人這樣寫：

pair<int, int> p;
p = make_pair(3, 4);

其實可以這樣：

pair<int, int> p;
p = {3, 4};

更複雜的 pair 也沒問題：

pair<int, pair<char, long long>> p;
p = {3, {'a', 8ll}};

vector、deque、set 等其他容器呢？同樣適用。

注意： stack 和 queue 不支援這種寫法。

2. 巨集中取得參數的名稱

可以用 # 符號取得傳入巨集的參數的原始名稱字串：

#define what_is(x) cerr << #x << " is " << x << endl;
int a_variable = 376;
what_is(a_variable);       // 輸出 "a_variable is 376"
what_is(a_variable * 2 + 1) // 輸出 "a_variable * 2 + 1 is 753"

3. 告別一堆 #include！

直接用：

#include <bits/stdc++.h>

這個函式庫包含了競賽中幾乎所有需要的標頭檔，例如 algorithm、iostream、vector 等等。相信我，你不需要再單獨引入任何東西了！

4. 隱藏函式（其實不隱藏，只是用得少）

一）__gcd(value1, value2)

不需要自己實作歐幾里得演算法，直接用這個函式求兩個數的最大公因數。

例：__gcd(18, 27) = 9

二）__builtin_ffs(x)

回傳 x 的最低有效位（最右邊的1）的位置索引加1。若 x == 0，回傳0。參數型別為 int，後綴 l 接受 long，後綴 ll 接受 long long。

例：__builtin_ffs(10) = 2，因為10的二進位是 ...1010，最右邊的1在下標1（0-based），函式回傳 1+1=2。

三）__builtin_clz(x)

回傳 x 從最高有效位起前導零的個數。參數為 unsigned int，後綴 l/ll 同理。x==0 時回傳值未定義。

例：__builtin_clz(16) = 27，因為16是 ...10000，unsigned int 共32位，32-5=27。

四）__builtin_ctz(x)

回傳 x 從最低位起尾端零的個數。參數為 unsigned int，x==0 時回傳值未定義。

例：__builtin_ctz(16) = 4，因為16是 ...10000，尾端有4個0。

五）__builtin_popcount(x)

回傳 x 的二進位表示中 1 的個數。參數為 unsigned int，x==0 時回傳值未定義。

例：__builtin_popcount(14) = 3，因為14是 ...1110，有三個1。

注：還有其他 __builtin 函式，但沒這幾個常用。如果有興趣可以自行搜尋。

5. 可變參數函式與巨集

我們可以寫一個接受任意數量整數並回傳其和的函式。

在 C++14 中，可以用 auto sum(T a, Args... args) 來處理混合型別的求和。

可變參數巨集：

#define a_macro(args...) sum(args)

結合可變參數模板，可以寫出非常好用的除錯函式（感謝 Igorjan94）：

#include <bits/stdc++.h>
using namespace std;

#define error(args...) { string _s = #args; replace(_s.begin(), _s.end(), ',', ' '); stringstream _ss(_s); istream_iterator<string> _it(_ss); err(_it, args); }

void err(istream_iterator<string> it) {}
template<typename T, typename... Args>
void err(istream_iterator<string> it, T a, Args... args) {
    cerr << *it << " = " << a << endl;
    err(++it, args...);
}

int main() {
    int a = 4, b = 8, c = 9;
    error(a, b, c);
}

輸出：

a = 4
b = 8
c = 9

這個函式在除錯時非常有用。

6. CF 已支援 C++0x，為什麼還用舊版 C++？

可變參數函式屬於 C++11/C++0x 的新特性。以下是 C++11 的一些精彩功能：

一）基於範圍的 for 迴圈（Range-based for-loop）

舊寫法：

set<int> s = {8, 2, 3, 1};
for (set<int>::iterator it = s.begin(); it != s.end(); ++it)
    cout << *it << ' ';

新寫法，簡潔多了：

set<int> s = {8, 2, 3, 1};
for (auto it: s)
    cout << it << ' ';

如果需要修改值，改用 auto &：

vector<int> v = {8, 2, 3, 1};
for (auto &it: v)
    it *= 2;

二）auto 的威力

不再需要手動寫出複雜型別名，編譯器會自動推導。例如遍歷 set<pair<int, pair<int, int>>> 的迭代器，以前要寫一長串，現在只需 auto it = s.begin()。

另外，x.begin() 和 x.end() 現在也可以寫成 begin(x) 和 end(x)。

來自評論的補充技巧

智慧換行

來自 Ximera 的評論補充：

這段程式碼：

for(i = 1; i <= n; i++) {
    for(j = 1; j <= m; j++)
        cout << a[i][j] << " ";
    cout << "\n";
}

等價於：

for(i = 1; i <= n; i++)
    for(j = 1; j <= m; j++)
        cout << a[i][j] << " \n"[j == m];

原理：" \n" 是一個 char*，" \n"[0] 是空白 ' '，" \n"[1] 是換行 '\n'。

tie 和 emplace_back 的用法

來自 tubo28 的評論補充：

emplace_back 比 push_back 快的原因：emplace_back 直接在 vector 末尾原地建構物件；而 push_back 會先在別處建構，再移動進去。

tie 還支援 ignore 關鍵字來忽略某個值：

tuple<int, int, int, char> t (3, 4, 5, 'g');
int a, b;
tie(b, ignore, a, ignore) = t;
cout << a << ' ' << b << '\n';
// 輸出：5 3

作者還分享了一個雙向遍歷巨集：

#define rep(i, begin, end) for (__typeof(end) i = (begin) - ((begin) > (end)); i != (end) - ((begin) > (end)); i += 1 - 2 * ((begin) > (end)))

優點：無需指定型別；根據 begin > end 條件自動判斷正向還是逆向遍歷。

  • rep(i, 1, 10) → 1, 2, …, 9
  • rep(i, 10, 1) → 9, 8, …, 1

還可以配合迭代器使用：

vector<int> v = {4, 5, 6, 4, 8};
rep(it, end(v), begin(v))
    cout << *it << ' ';
// 輸出 "8 4 6 5 4"

Lambda 函式

C++11 也引入了 Lambda 函式，語法如下：

[捕獲列表](參數列表) -> 回傳型別 { 函式主體 }
  • 捕獲列表：不需要時寫 []
  • 參數列表：如 int x, string s
  • 回傳型別：多數情況可省略
  • 函式主體：正常寫

例：

auto f = [] (int a, int b) -> int { return a + b; };
cout << f(1, 2); // 輸出 "3"

可用於 sort、for_each 等 STL 函式：

vector<int> v = {3, 1, 2, 1, 8};
sort(begin(v), end(v), [] (int a, int b) { return a > b; });
// 輸出：8 3 2 1 1

move 的用法

來自 Igorjan94 的評論補充：

處理 STL 容器時，可以用 move 來移動而非複製容器，大幅節省開銷：

vector<int> v = {1, 2, 3, 4};
vector<int> w = move(v);
// v 現在為空，w 擁有原來 v 的內容

7. C++0x 字串

一）原始字串（Raw Strings）（來自 IvayloS 的評論）

定義原始字串：

string s = R"(Hello, World!)";

原始字串會忽略所有跳脫字元，如 \n、\"。也支援多行字串，只需加上自訂分隔符：

string r_str = R"(Dear Programmers,
I'm using C++11
Regards, Swift!)";

二）正規表示式（Regular Expressions）

C++11 支援 regex，建議搭配原始字串使用（因為正規中常常含有反斜線等特殊字元）：

regex email_pattern(R"(^[a-zA-Z0-9_.+-]+@[a-zA-Z0-9-]+\.[a-zA-Z0-9-.]+$)");

三）使用者自訂字面量（User-defined literals）

你可以定義自己的字面量後綴，例如長度單位轉換：

long long operator "" _m(unsigned long long literal) { return literal; }
long double operator "" _cm(unsigned long long literal) { return literal / 100.0; }
long long operator "" _km(unsigned long long literal) { return literal * 1000; }

cout << 250_m;   // 250
cout << 12_km;   // 12000
cout << 421_cm;  // 4.21

自訂字面量的名稱必須以下劃線 _ 開頭，參數型別只能是以下幾種之一：const char *、unsigned long long int、long double、char 等。

原文連結： Codeforces - C++ Tricks

作者： HosseinYousefi

翻譯： 本站整理

標籤： c++，c++0x，tricks

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