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C语言基础知识

程序设计入门

1. 在C语言中，整数值用%d输出，实数用 %f 输出。如：

   printf("%d\n",1+2);

   printf("%.1f\n",8.0/5.0);

2. 一般来说，只要在程序中用到了数学函数，就需要在程序最开始处包含头文件 math.h，并在编译时连接数学库。

3. scanf 中的占位符和变量的数据类型一一对应，且每个变量前需要加“&”符号。如：scanf("%d%d", &a, &b);

4. 在算法竞赛中，输入前不要打印提示信息。输出完毕后应立即终止程序，不要等待用户按键，因为输入输出过程都是自动的，没有人工干预。

5. 在一般情况下，你的程序不能直接读取键盘和控制屏幕：不要在算法竞赛中使用 getch()、getche()、gotoxy() 和 clrscr() 函数。

6. 在算法竞赛中，每行输出均应以回车符结束，包括最后一行。

7. 尽量用 const 关键字声明常数。如：const double pi = acos(-1.0);

8. printf 的格式字符串中可以包含其他打印符号，打印时原样输出。如：printf("%d %d\n", a, b);

9. C99 并没有规定int类型的确切大小，但在当前流行的竞赛平台中，int都是32位整数，范围是-2147483648~2147483647.

循环结构程序设计

1. 在循环体开始处定义的变量，每次执行循环体时会重新声明并初始化。

2. 可以使用 time.h 和 clock() 函数获得程序运行的时间。常数 CLOCKS_PRE_SEC 和操作系统相关，请不要直接使用 clock() 的返回值，而应总是除以 CLOCKS_PRE_SEC。

3. 如果输入的个数不确定，可以这样判断：while(scanf("%d", &x)==1){}

   在 Windows 下，输入完毕后先按Enter键，再按 Ctrl+Z 键，最后再按 Enter 键，即可结束输入。在 Linux 下，输入完毕后按 Ctrl+D 键即可结束输入。

4. 变量在未赋值之前的值是不确定的。特别地，它不一定等于0.

5. 使用文件最简单的方法是使用输入输出重定向，只需在 main 函数的入口处加入以下两条语句：

   freopen("input.txt", "r", stdin);
   freopen("output.txt", "w", stdout);
   

数组和字符串

1. 比较大的数组应尽量声明在 main 函数外，否则程序可能无法运行。

2. 如果要从数组a赋值k个元素到数组b，可以这样做：memcpy(b, a, sizeof(int)*k)。使用 memcpy 函数要包含头文件 string.h。如果需要把数组a直接复制到数组b中，可以写得简单一些：memcpy(b,a,sizeof(a));

3. 把数组a清零：memset(a,0,sizeof(a)); // 它也在string.h中定义

4. 字符常量可以用单引号法表示。在语法上可以把字符当作int型使用。

5. 在 “scanf(”%s", s)" 中，不要在 s 前面加上 “&” 符号。注意，“scanf(”%s", s)" 遇到空白字符（空格、TAB和回车符）会停下来。

6. 函数 strchr 的作用是在一个字符串中查找单个字符。

7. printf 输出到屏幕，fprintf 输出到文件，而sprintf 输出到字符串（应当保证字符串足够大，可以容纳输出信息）。

8. C语言中的字符串是以 “\0” 结尾的字符数组，函数 strlen(s) 的作用是获取字符串 s 的实际长度（结束标记之前的字符个数）。

9. 字符串只能用 strcpy(a, b), strcmp(a, b), strcat(a, b) 来执行”赋值“、”比较“和”连接“操作，而不能用”=“、”==“、”<=“、”+“等运算符。上述函数都在 string.h 中声明。

10. 使用 fgetc(fin) 可以从打开的文件 fin 中读取一个字符。一般情况下应当在检查它不是 EOF (while((c = getchar()) != EOF){...})后再将其转换成 char 值。从标准输入读取一个字符可以用 getchar, 它等价于 fgetc(stdin)。

11. “fgets(buf, maxn, fin)” 将读取完整的一行放在字符数组 buf 中。当一个字符都没有读到时，fgets 返回 NULL。

12. C语言中的 gets(s) 存在缓冲区漏洞，不推荐使用。在C11标准里，该函数已被正式删除。

13. 善用常量数组往往能简化代码。定义常量数组时无须指明大小，编译器会计算。

14. 头文件 ctype.h 中定义的 isalpha、isdigit、isprint 等工具可以用来判断字符的属性，而 toupper、tolower 等工具可以用来转换大小写。如果ch是大写字母，则 ch-‘A’ 就是它在字母表中的序号（A的序号是0，B的序号是1，以此类推）；类似地，如果 ch 是数字，则 ch-‘0’ 就是这个数字的值本身。

函数和递归

1. 在算法竞赛中，请总是让main函数返回0.

2. 为了使用方便，往往用 “typedef struct { 域定义; }类型名;” 的方式定义一个新类型名。这样，就可以像原生数据类型一样使用这个自定义类型。如：typedef struct { double x, y; }Point;

3. 对复杂的表达式进行化简有时不仅能减少计算量，还能减少甚至避免中间结果溢出。

4. 建议把谓词（用来判断某事物是否具有某种特性的函数）命名成 “is_xxx” 的形式，返回 int 值，非0表示真，0表示假。

5. 操作全局变量有风险，应谨慎使用。

6. 变量名前面加"&"得到的是该变量的地址。用 int*a 声明的变量a是指向int型变量的指针。*a 是指”a指向的变量“，而不仅是”a指向的变量所拥有的值“。

7. 以数组为参数调用函数时，实际上只有数组首地址传递给了函数，需要另加一个参数表示元素个数。除了把数组首地址本身作为实参外，还可以利用指针加减法把其他元素的首地址传递给函数。如：

   //计算数组的元素和
   
   //法一
   int sum(int* a, int n){
   	int ans = 0;
   	for(int i = 0; i < n; i++)
   		ans += a[i];
   	return ans;
   }
   
   //法二 计算左闭右开区间内的元素和
   int sum(int* begin, int* end){
   	int n = end-begin;
   	int ans = 0;
   	for(int i = 0; i < n; i++)
   		ans += begin[i];
   	return ans;
   }
   
   //法三
   int sum(int* begin, int* end){
   	int *p = begin;
   	int ans = 0;
   	for(int *p=begin; p!=end; p++)
   		ans += *p;
   	return ans;
   }
   

C++ 与 STL

1. 与C程序相比，头文件的变化为：在C头文件之前加一个小写的c字母，然后去掉.h后缀。如：stdio.h 变成了cstdio，string.h变成了 cstring，math.h 变成了cmath，ctype.h 变成了cctype……

2. algorithm提供了一些常用的算法，如 min。

3. C++中可以使用流简化输入输出操作。标准输入输出流在头文件iostream中定义，存在于命名空间std中。如果使用了 using namespace std; 语句，则可以直接使用。

4. 声明数组时，数组大小可以使用 const 声明的常数，而不是用 #define 声明常数。

5. C++中的引用就是变量的”别名“，它可以在一定程度上代替C中的指针。例如，可以用“传引用”的方式（在参数名之前加一个"&"符号）让函数内直接修改实参。

6. algorithm 头文件中的 sort 可以给任意对象排序，包括内置类型（数组用 sort(a, a+n) 的方式调用，vector 用 sort(v.begin(), v.end() 的方式调用)）和自定义类型，前提是类型定义了 “<” 运算符。排序之后可以用 lower_bound 查找大于或等于 x 的第一个位置。unique 函数可以删除有序数组中的重复元素。

7. vector 头文件里的 vector 是一个不定长数组，可以用 clear() 清空，resize() 改变大小，用 push_back() 和 pop_back() 在尾部添加和删除元素，用 empty() 测试是否为空。vector 之间可以直接赋值或者作为函数的返回值。

8. set 头文件中的 set（每个元素最多只出现一次）和 map 头文件中的 map（从键(key)到值(value)的映射）分别是集合与映射。二者都支持 insert、find、count 和 remove 操作，并且可以按照从小到大的顺序循环遍历其中的元素。map 还提供了"[]" 运算符，使得 map 可以向数组一样使用。事实上，map 也称为“关联数组”。例如可以用一个 map month_name 来表示“月份名字到月份编号”的映射，然后用 month_name[“July”] = 7 这样的方式来赋值。

9. STL 的 stack 头文件提供了栈，用 “stack s” 的方式定义，用 push() 和 pop() 实现元素的入栈和出栈操作，top() 取栈顶元素（但不删除）。

10. STL 的 queue 头文件提供了队列，用 “queue s” 的方式定义，用 push() 和 pop() 实现元素的入队和出队操作，front() 取队首元素（但不删除）。

11. STL 的 queue 头文件提供了优先队列，用 “priority_queue s” 方式定义，用 push() 和 pop() 实现元素的入队和出队操作，top() 取队首元素（但不删除）。对于一些常见的优先队列，STL 提供了更为简单的定义方法，例如，“越小的整数优先级越大的优先队列”可以写成"priority_queue pq"。注意，最后两个">“符号不要写在一起，否则会被很多编译器误认为是”>>"运算符。

12. cstdlib 中的 rand() 函数可生成闭区间[0, RAND_MAX] 内均匀分布的随机整数，其中 RAND_MAX 至少为32767。如果要生成更大的随机整数，在精度要求不太高的情况下可以用 rand() 的结果“放大”得到。

13. 可以使用 cstdlib 中的 srand 函数初始化随机数种子。如果需要程序每次执行时使用一个不同的种子，可以用 ctime 中的 time(NULL) 为参数调用 srand (即 srang(time(NULL)))。一般来说，只在程序执行的开头调用一次 srand。

14. 随即程序：

    void fill_random_int(vector &v, int cnt) {
        v.clear();
        for(int i = 0; i < cnt; i++)
            v.push_back(rand());
    }
    

    把 vector 作为参数或者返回值时，应尽量改成引用方式传递参数，以避免不必要的值被复制。

15. C++ 支持函数重载，但函数的参数类型必须不同（不能只有返回值类型不同）。

16. **测试时往往使用 assert。**其用法是：“assert(表达式)”，当表达式为假时强行终止程序，并给出错误提示。

17. 可以给结构体重载赋值运算符，使得用起来更方便。

18. 可以给结构体声明一些属于该结构体类型的静态成员变量，方法时加上 static 修饰符。静态成员变量在结构体外部使用时要写成：“结构体名::静态成员变量名”。

数据结构基础

1. 如果要在“队列”两端进行插入和删除，可以用 STL 中的双端队列 deque。

2. 简单的表达式解析可以借助栈来完成。

3. 如果要定义一棵二叉树，一般是定义一个“结点”类型的 struct（如叫 Node），然后保存树根的指针（如 Node* root）。

   //结点类型
   struct Node{
       bool have_value; //是否被赋值过
       int v; //结点值
       Node *left, *right; 
       Node():have_value(false), left(NULL), right(NULL){} //构造函数
   };
   
   Node* root; //二叉树的根结点