高一二筆記 C++用法 & 資料連結

> > 內容若有疑慮或錯誤歡迎糾正 > 註 : 此筆記並**不包含演算法** ## 程式快億點點 >[!Warning]溫馨提醒 >1. debug 時最好先反白不然會看不到輸出 >2. cin/cout 與 printf/scanf 不要混用，輸入/出會有問題 ```cpp ios_base::sync_with_stdio(0); // 取消 cin,cout & printf&scanf 的 I/O 同步 cin.tie(0); // 取消 cin & cout 綁定，緩衝區不會滿 ``` [參考資料連結 : cin.tie 與 sync_with_stdio 加速輸入輸出](https://www.hankcs.com/program/cpp/cin-tie-with-sync_with_stdio-acceleration-input-and-output.html) [參考資料連結 : Significance of ios_base::sync_with_stdio(false); cin.tie(NULL);](https://stackoverflow.com/questions/31162367/significance-of-ios-basesync-with-stdiofalse-cin-tienull) [參考資料連結 : ends,flush,endl 用法區別](https://blog.csdn.net/u013240812/article/details/20618883) [參考資料連結 : std::endl ??](https://hackmd.io/@magical/ryMaPoaQ_) [參考資料連結 : "std::endl" vs "\n"](https://stackoverflow.com/questions/213907/stdendl-vs-n) ### 萬用標頭檔 ```cpp= #include <bits/stdc++.h> ``` ### 其他 [**黑魔法**](https://github.com/mysh212/Coding/blob/master/library/fast) 勝浩學長介紹的 **但其實我不知道那是什麼原理** # 基本 ## 運算式 **運算**|**式子**|**程式** --|--|-- **平方** |$x^y$|`pow(x,y)` **根號** |$√x$|`sqrt(x)` **指數** |$10^3+1$|`a=1e3 + 1;` **數字處理**|**程式** --|-- **變成正數** |`abs(x)` **無條件進位** |`ceil(x)` **無條件捨去** |`floor(x)` **四捨五入** |`round (x)` **其他**|**程式** --|-- **排序**|`sort()` **延遲 n 豪秒** |`_sleep(n)` **清除cmd上的資料**|`clrscr()` [參考資料連結 : C++ 如何清除屏幕上的内容？](https://blog.csdn.net/Code_easy/article/details/126678558) [參考資料連結 : C++ std::sort 排序用法與範例完整介紹](https://shengyu7697.github.io/std-sort/) [參考資料連結 : 內建 sort 與比較函式](https://hackmd.io/@sa072686/cp/%2F%40sa072686%2FB1Zg7tI5U) ## 隨機取數 ```cpp mt19937 randomNum(time_t(0)); randomNum() ``` [參考資料連結 : C++ STL mt19937 使用说明](https://www.jianshu.com/p/6d9a7de995bb) [參考資料連結 : [C++11] C++11 帶來的隨機數產生器](https://www.cnblogs.com/egmkang/archive/2012/09/06/2673253.html) ## cin & cout ### 基本 ```cpp cout << 變數 << "字串" << '字元' ; ``` :::spoiler **ex :** ```cpp= cout << "Meow"; ``` --> Meow ::: ### 如何控制輸出的字元數? ```cpp setw(輸出的數字) ``` :::spoiler **ex :** ```= cout<< setw(4) << 'a'; ``` --> [ ][ ][ ]a (前有三個空格) ::: ### 如何改變填入的資料? ```cpp setfill('你想填入的資料') ``` :::spoiler **ex :** ```cpp= cout<< setfill('0')<< setw(4)<< 'a'; ``` --> 000a ::: ### 如何改成由左開始? ``` left // 只要在setw前就可以 ``` :::spoiler **ex :** ```cpp= cout << left << setfill('0') << setw(4) << 'a' ; ``` --> a000 ::: ## printf & scanf ### 常用 `\n` 換行跟 `cout<<endl;` 一樣，==要習慣用 `\n`==，以後才不會出問題 `\t` 就是 <kbd>Tab</kbd> `\r` 換到句首 ### 控制符 | **格式控制符** | | **說明** | | ---- | ---- | --- | | %c | |字元 | | %s | |字串| | %lu | |long unsigned| | %p | |指標| |%hd、%d、%ld|%hu、%u、%lu|十進制| |%ho、%o、%lo|%#ho、%#o、%#lo|八進制 |%hx、%x、%lx、%hX、%X、%lX|%#hx、%#x、%#lx、%#hX、%#X、%#lX|十六進制| |%f、%lf||十進制小數 |%e、%le|%E、%lE|指數小數(科學記號)| |%g、%lg|%G、%lG|上面兩個小數取比較短的| |%* | |預留一個字元寬度| >[!Note] `%`、 `\`、 `"` 如何打出來 >```cpp= >printf(" %% \n"); >printf(" \" \n"); >printf(" \\ "); >``` > --> % > " > \ :::spoiler **符號意思** 字符|對應 --|-- **橘色符號**|**資料結構** %h_|short %_|int %l_|long #|有前綴 **橘色字母**|**意思** d|十進位 u|十進位 o|八進位 x|十六進位 (小寫) X|十六進位 (大寫) **綠色符號**|**資料結構** %_|float %l_|double **綠色字母**|**意思** f|十進位 e|指數 (e小寫) E|指數 (E大寫) g|十進位/指數取小 (e小寫) G|十進位/指數取小 (E大寫) ::: [參考資料連結 : printf 用法大全，C語言 printf 格式控制符一覽表](https://c.biancheng.net/view/159.html) [參考資料連結 : printf 與 scanf](https://openhome.cc/Gossip/CGossip/PrintfScanf.html) ## string ### 用法程式 | 說明 --|-- `=` |將前面的字串變成跟後面一樣 `==` |比較兩個字串的是否相同。 `+` |連接兩個字串。 `[]`、`str.at()` |字串的第幾項字元，at 帶邊界檢查。 `str.size()`、`str.length()` |字串長度 `str.empty()` |字串是否為空 ### 進階用法符號 | 說明 --|-- `.assign(str, strn, n)` |從 str 的第 strn 個字元取出 n 個字元==設成另一個字串== `.append(str, strn, n)` |從 str 的第 strn 個字元取出 n 個字元==加在另一字串之後== `.find(str, n)` |從 str 的第 n 個字元==尋找是否有符合 str 的子字串== `.insert(strn, str2)` |將 str2 ==插入第 strn 個字元後面== `.toupper(s[i])`|將 s[i] ==轉成大寫== [參考資料連結 : C/C++ - String 用法與心得完全攻略](https://www.mropengate.com/2015/07/cc-string-stl.html) [參考資料連結 : 使用 string](https://openhome.cc/Gossip/CppGossip/string2.html) ## 陣列 array ```cpp // 可以將 string 加入 char[ ] string name = "meowoyo"; char str[ ] = "John"; name = str; // 但 char[ ] 大小不能小於string char str[ ] = "John"; string name = "meowoyo"; str = name; // error ``` [參考資料連結 : 字元陣列與字串](https://openhome.cc/Gossip/CppGossip/string1.html) [參考資料連結 : ASCII 對照表](https://shihyu.github.io/books/apas01.html) ## define 將A定義為B，所以之後的程式都可以直接用A代替B ```cpp! #define A B ``` :::spoiler **ex:** ```cpp= #define TRUE 1 // 之後要是出現TRUE都代表1 if(TRUE)cout<<TRUE; ``` --> 1 ::: [參考資料連結 : C/C++ define 用法與範例](https://shengyu7697.github.io/cpp-define/) ## struct ### 用法一 ```cpp struct X // X表示它所包含的元素(功能像是int,string......) { int 名稱1; char 名稱2; ...... }變數名稱;//如果只要一個變數可以將變數寫在這裡 //也可以而外寫成 : X 變數名稱; ``` :::spoiler **ex :** ```cpp= struct stu { int age; char name[32]; }; stu s1 = {16, "Meowyo"}; printf("%s is %d-year-old cat",s1.name,s1.age); ``` --> Meowyo is 16-year-old cat ::: ### 用法二 ```cpp X[ ].名稱n // 加入 .名稱n 代表名稱所對應的值 ``` :::spoiler **ex :** ```cpp= struct { int a; int b; } M[3]; M[1].a = 1; M[1].b = 3; M[2].a = 3; M[2].b = 4; M[1].a = M[2].b; ``` --> 代表 M[1].a 變成 M[2].b (如下表) | **運行前** | M[1] | M[2] | -- | -- | -- |**a**|1|2 |**b**|3|4 | **運行後** | M[1] | M[2] | | -- | -- | -- | |**a**|4|2| |**b**|3|4| ::: [參考資料連結 : C/C++ struct 用法與範例](https://shengyu7697.github.io/cpp-struct/) [參考資料連結 : C++ 修饰符类型| 菜鸟教程](https://www.runoob.com/cplusplus/cpp-modifier-types.html) ## 迴圈 ### while ```cpp! while(判斷式) { 運算式; } ``` :::spoiler **流程圖 :** ```mermaid graph LR; while-->判斷式判斷式--if true--->運算式判斷式--if false--->結束運算式-->判斷式 ``` ::: :::spoiler **ex :** ```cpp= #include <bits/stdc++.h> using namespace std; int main () { int a=5; while(a>0) { for(int i=0; i<a;i++) cout<<' '; for(int i=11-a; i>a;i--) cout<<'*'; cout<<'\n'; a--; } return 0; } ``` --> * *** ***** ******* ********* ::: ### for ```cpp for(1.初始值; 2.判斷式; 3.對初始值做運算) { 4.運算式; } ``` 如果 ==3.對初始值做運算== 已經在 ==4.運算式== 裡時，可省略 : ```cpp for(1.初始值; 2.判斷式) { 4.運算式; 3.對初始值做運算; } ``` :::spoiler **流程圖 :** ```mermaid graph LR; for-->2.判斷式--if true-->4.運算式-->3.對初始值做運算 3.對初始值做運算-->2.判斷式 2.判斷式--if false-->結束 ``` ::: :::spoiler **ex :** ```cpp= #include <bits/stdc++.h> #define w '-' #define b 'O' using namespace std; int main () { char a[6][7]= { {w,b,b,w,b,b,w}, {b,w,w,b,w,w,b}, {b,w,w,w,w,w,b}, {w,b,w,w,w,b,w}, {w,w,b,w,b,w,w}, {w,w,w,b,w,w,w}}; for(int i=0; i<6; i++) { for(int j=0; j<7; j++) { cout<<a[i][j]<<' '; } cout<<'\n'; } return 0; } ``` --> - O O - O O - O - - O - - O O - - - - - O - O - - - O - - - O - O - - - - - O - - - ::: ### 如何跳出迴圈 ```cpp break // 只會跳出目前所在的迴圈for、while......) ``` :::spoiler **流程圖 :** ```mermaid graph LR; while-->i i--if i <=2 -->i++ -->i i--if i > 2-->結束 ``` ::: :::spoiler **ex:** ```cpp= while(1) { if(i>2)break; i++; } ``` ::: ## switch ```cpp switch (變數名稱或運算式) { case A: 運算式一; break; case B: 運算式二; break; default: 運算式三; break; } //如果case沒有break會一直跑直到碰到break ``` :::spoiler **流程圖 :** ```mermaid graph LR; 變數名稱或運算式-->caseA--符合A-->運算式一-->break caseA--不符合A-->caseB--符合B-->運算式二-->break caseB--不符合B-->default-->運算式三-->break ``` ::: :::spoiler **ex :** ```cpp= #include <bits/stdc++.h> //#include <typeinfo> using namespace std; int main () { int score=100; switch(score/10) { case 10: case 9: cout<<"YES"; break; default: cout<<"NO"; } return 0; } ``` --> YES (score/10=10，符合 case 10: 但因為 case10 後沒有break，所以會繼續跑 case 9 最後輸出YES) :::spoiler **流程圖 :** ```mermaid graph LR; score-->case_10--符合10-->case_9 case_10--不符合10-->case_9--符合9-->cout_YES-->break-->return_0 case_9--不符合9-->default-->cout_NO-->return_0 ``` ::: [參考資料連結 : switch 條件判斷](https://openhome.cc/Gossip/CppGossip/switchStatement.html) # 進階 ## ? : 的用法 `(判斷式 ? 動作一 : 動作二)` 像是濃縮的 `if{} else{}` :::spoiler **流程圖 :** ```mermaid graph LR; 判斷式--if true--->動作一判斷式--if false--->動作二 ``` ::: :::spoiler **ex :** ```cpp= int a=1; cout<<(a != 1 ? "yes" : "no")<<endl; cout<<(a == 1 ? "yes" : "no")<<endl; ``` --> no yes ::: [參考資料連結 : C++ &、&&、 |、|| 、|=、?: 逻辑运算符用法](https://blog.csdn.net/qq_41452267/article/details/105264542) ## lower_bound() / upper_bound() >[!Warning]注意 >記得在使用前先 `sort()` 確保是由小到大 `lower_bound(a,a+n,k)` 是搜尋第一個符合 $a_i\ge k$ 的 $i$ `upper_bound(a,a+n,k)` 是搜尋第一個符合 $a_i> k$ 的 $i$ ```cpp= #include <bits/stdc++.h> #include <algorithm> using namespace std; int a[10] = {1,1,2,2,2,4,5,6,7,9}; int main() { sort(a,a+10); auto b = lower_bound(a, a+10, 2), c = upper_bound(a, a+10, 2); printf("lower_bound a[%d]=%d \n",b-a,*b); printf("upper_bound a[%d]=%d",c-a,*c); return 0; } ``` --> lower_bound a[2]=2 upper_bound a[5]=4 [參考資料連結 : 求比 k 大的最小值 lower_bound/upper_bound](https://hackmd.io/@sa072686/cp/%2F%40sa072686%2FHk8wnUcWB) ## typeid() `typeid()` 可以儲存資料結構的函數 `.name()` 可以回傳資料結構對應字母==參考資料第一個連結有對照表== ```cpp= #include <bits/stdc++.h> // 需要 <typeinfo> using namespace std; int main () { int a = 99; long int b = 1e6; char c = 'M'; const type_info &ai = typeid(a); const type_info &bi = typeid(b); const type_info &ci = typeid(c); printf("a 位址 : %p | 資料結構 : %s\n", &ai, ai.name()); printf("b 位址 : %p | 資料結構 : %s\n", &bi, bi.name()); printf("c 位址 : %p | 資料結構 : %s ", &ci, ci.name()); return 0; } ``` --> a 位址 : 000000006fd19750 | 資料結構 : i b 位址 : 000000006fd19770 | 資料結構 : l c 位址 : 000000006fd196f0 | 資料結構 : c [參考資料連結 : [C++] 使用 typeid() 確認變數資料型態](https://clay-atlas.com/blog/2021/05/11/cpp-cn-typeid-check-variable-data-type/) [參考資料連結 : c/c++ 中，关键字 typeof() 用法总结](https://juejin.cn/post/7115796606783324173) ## 位址 & 指標運算子 `&` 是提取變數所存在的==記憶體位址== (位址) 運算子 `*` 是提取指標指向==位址的資料== (數值) ```cpp= // 我絕對不是懶得打說明所以直接打程式 #include<bits/stdc++.h> using namespace std; int main() { int*p,x=1,y=2; cout<<"x="<<x<<"，&x="<<&x<<endl; cout<<"y="<<y<<"，&y="<<&y<<endl<<"(每個人指標的位置不一定會一樣)"<<endl; p=&x; cout<<"執行p=&x後，p="<<p<<"；*p="<<*p<<endl; p=&y; cout<<"執行p=&y後，p="<<p<<"；*p="<<*p<<endl; return 0;} ``` --> x=1，&x=0x61fe14 y=2，&y=0x61fe10 (每個人指標的位置不一定會一樣) 執行p=&x後，p=0x61fe14；*p=1 執行p=&y後，p=0x61fe10；*p=2 # STL ## Vector ### 常用函式 `.push_back()` 資料==加到尾巴== `.pop_back()` ==移除尾巴==的資料 `.insert()` ==插入==資料 `.erase()` ==移除某個位置==的資料, 也可以==移除某一段範圍==的資料 `.clear()` 清空 `Vector` `.size()` 回傳目前長度 `.empty()` 回傳是否為空 `.at(i)` 隨機存取索引值為i 的資料，==`at(i)` 會作邊界檢查==，越界會拋出一個例外 `.reserve()` ==預先配置大小== `[i]` 第 i 個資料，跟==陣列一樣從 0 開始== :::spoiler **ex :** ```cpp= #include <bits/stdc++.h> // 需要 <vector> using namespace std; int main() { vector<int> vec; // 宣告一個放 int 的 vector vec.push_back(1); // {1} vec.push_back(2); // {1,2} vec.push_back(3); // {1,2,3} vec.push_back(4); // {1,2,3,4} vec.pop_back(); // {1,2,3} vec.pop_back(); // {1,2} vec[0] = 87; // {87,2} vector<int>::iterator it = vec.begin(); vec.insert(it+1, 7); // {87,7,2} vec.erase(it+1); // {87,2} // 輸出 // 長度 cout << "size : " << int(vec.size()) << endl; // 1. 用 size() for (int i = 0; i < vec.size(); i++) cout << vec[i] << " "; cout << "\n"; // 2. 用 iterator for (vector<int>::iterator it = vec.begin(); it != vec.end(); ++it) cout << *it << " "; cout << "\n"; // 3. 用auto，c++11 以上的版本才能用 for (auto &v : vec) cout << v << " "; cout << "\n"; return 0; } ``` --> size : 2 87 2 87 2 87 2 ::: [參考資料連結 : C++ std::vector 用法與範例](https://shengyu7697.github.io/std-vector/) [參考資料連結 : (原創) 如何正確的使用迴圈 (使用for_each) ? (C/C++) (STL) (template)](https://www.cnblogs.com/oomusou/archive/2007/05/12/744000.html) [參考資料連結 : iterator 与 const_iterator 及 const iterator 区别 - 大气象- 博客园](https://www.cnblogs.com/greatverve/archive/2012/09/12/const-iterator.html) ## stack ### 基本函數 `.empty()` 回傳是否沒有資料 `.pop()` ==移除==最後一項 `.push()` ==新增==在最後一項 `.size()` 回傳大小 `.top()` 最後一項 ~~[參考資料連結 : 堆疊 Stack - C++](https://www.csie.ntu.edu.tw/~b01902011/material.php?type=cpp&&id=1)~~ 不知道為什麼不見了 QAQ # 其他連結 ### 線上C++教學網站 + [彰中資訊讀書會 H-ARC](https://hackmd.io/@mysh212/HARC/https%3A%2F%2Fhackmd.io%2F%40mysh212%2FHARC%2F) + [Yui Huang 演算法學習筆記](https://yuihuang.com/) + [WiwiHo 的競程筆記](https://cp.wiwiho.me/) + [APCS Guide](https://apcs.guide/) + [SA 流 C++ 競程修練心法](https://hackmd.io/@sa072686/cp/%2F%40sa072686%2FBkTJ0imPB) + [從零開始的演算法競賽入門教學](https://emanlaicepsa.github.io/) + [C++超級菜鳥也可以懂的物件導向攻略系列](https://ithelp.ithome.com.tw/users/20152702/ironman/5908) + [C++ Miner ── 礦坑系列](https://hackmd.io/@Mes/Cpp_Miner/https%3A%2F%2Fhackmd.io%2F%40Mes%2FPreface) + [語言技術：C++ Gossip](https://openhome.cc/Gossip/CppGossip/) + [菜鸟教程](https://www.runoob.com/) ### 其他參考資料 - [lambda 運算式](https://openhome.cc/Gossip/CppGossip/Lambda.html) - [set](https://web.ntnu.edu.tw/~algo/Set.html) + [spanning tree](https://web.ntnu.edu.tw/~algo/SpanningTree.html) + [集合符號](https://www.shuxuele.com/sets/symbols.html) + [線上程式編輯器](https://www.onlinegdb.com/) ### Word筆記 - 這是在 Hack_MD 分類排版前的截圖，證明這真的是高一、二做的筆記。 [原始連結 : 程式用法.doc](https://docs.google.com/document/d/1Pl1eM9fBid-g8d9Q4_qyhdRgS8OMeHZK-g4m9i4MqH8/edit?usp=sharing) ![螢幕擷取畫面 2025-03-31 214701](https://hackmd.io/_uploads/SJZVXrOTJe.png) + [高二升高三暑假培訓筆記.doc](https://docs.google.com/document/d/11gBtor8vRsMYw_O-fGjuiLnUVB-Qevg-54C9tNCr1UA/edit?usp=sharing) #### 資培 - [資培營7月](https://drive.google.com/drive/folders/1VbmCskpeMRhsyJxd6K7gAHXJgP-tT29O) - [20240804](https://drive.google.com/drive/folders/1ZNEMr3uDsXkotfKnCrnJvvS1H_ia68XR) ### 線上題庫 + [高中生程式解題系統 ZERO judge](https://zerojudge.tw/) + [Codeforces](https://codeforces.com/) + [CITRCjudge](https://judge.citrc.tw/problem) 由彰中學生購買伺服器自行架設的解題系統 **我有出一份力 (錢)**