竞争性编程的C++技巧(适用于C++ 11)

竞争性编程是指在特定时间内使用计算机解决问题的竞赛。在这种比赛中，时间和代码的性能至关重要。因此，C++语言是比赛中使用的流行语言之一。以下是在竞赛中有效使用C++的技巧。

1. C++11的一些新特性

auto和decltype

auto和decltype关键字是C++11中引入的两个新特性。auto能够在处理变量时自动推断类型，这样写出的代码更简洁易读。decltype是一个运算符，能够在编译时确定某个表达式或变量的类型，帮助我们更快地获取变量的类型。

例如：

int a = 5;
auto b = a;  
// b会自动识别为int类型

decltype(b) c;  
// c会自动识别为int类型

在竞赛中，使用auto和decltype可以节省代码编写的时间。

使用STL容器

在C++中，STL容器是非常方便的工具。在竞赛中，使用STL容器可以快速解决问题并节省编写代码的时间。一些常见的容器如：vector、set、map等。

例如：

#include <vector>
#include <algorithm>
using namespace std;

vector<int> v;
v.push_back(1);
v.push_back(2);
v.push_back(3);

sort(v.begin(), v.end());
// 使用sort函数将v进行排序

v.erase(unique(v.begin(), v.end()), v.end());
// 使用unique函数去除v中的重复项

Range-Based for循环

Range-Based for循环是C++11中引入的另一个新特性，它让代码更加简洁。

例如：

vector<int> v = {1, 2, 3};

for(auto i : v) {
    cout << i << endl;
}
// 输出 1 2 3

这样可以更快更简单地编写代码。

2. C++基本语法

定义常量

在竞赛中，常量使用得非常频繁。C++中定义常量的方法是使用const关键字。

例如：

const int MAX_N = 1000000;
const double pi = 3.141592653589793;

这使得代码更加易读和易于维护。

数组

在C++中，数组是一个非常重要的类型。它可以轻松地存储大量的元素。

例如：

int a[5] = {1, 2, 3, 4, 5};
for(int i=0; i<5; i++) {
    cout << a[i] << endl;
}
// 输出 1 2 3 4 5

字符串

在竞赛中，字符串经常用于存储文本。C++中字符串类型是std::string。

例如：

#include<string>
using namespace std;

string s = "hello";
cout << s.length() << endl; 
// 输出5

3. 程序正确性

在竞赛中，程序的正确性是至关重要的。因此，我们需要确保我们的代码正确。以下是一些有效的方法：

边界检查

在竞赛中，边界检查是非常重要的。当处理数组时，要确保下标不越界。

vector<int> v = {1, 2, 3};
if(2 < v.size()) {
   // 处理元素
}

处理特殊情况

在竞赛中，我们需要处理各种特殊情况。例如，如果我们需要执行一个函数，并且该函数需要一个非负整数作为参数，则需要检查该参数是否为负数。

int f(int x) {
    if(x < 0) {
        return -1;
    }
    return x*x;
}

调试程序

在竞赛中，调试程序是非常重要的。我们可以使用断点来分析程序的运行情况。

例如，在使用VSCode时，我们可以在程序中设置断点。当程序运行到断点时，程序会停止。

4. 性能优化

在竞赛中，优化程序的性能是非常重要的。以下是一些有效的方法：

启用O2优化

O2优化可以将程序速度提高数倍。我们可以在编译程序时启用-O2选项。

g++ -O2 main.cpp -o main

减少IO

在竞赛中，IO操作是程序最耗时的操作之一。因此，我们需要尽可能地减少IO操作。

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

这些语句可以提高输入输出的速度。

快读和快输

在竞赛中，使用快读和快输可以加快程序的输入输出速度。

int read() {
    int x=0,f=1;char ch=getchar();
    while(ch<'0'||ch>'9') {if(ch=='-')f=-1;ch=getchar();}
    while(ch>='0'&&ch<='9') {x=x*10+ch-'0';ch=getchar();}
    return x*f;
}

快输的实现和快读类似。

结论

以上是一些在竞赛中使用C++的有效技巧。当然，在竞赛过程中，速度和正确性同样重要。我们需要权衡各种因素，才能得到最优的解决方案。