基本语法：#define解放双手？

hello大家好，今天又给大家带了c++的冷知识，本期我们要讲的是基本语法。

1 #define宏定义：解放肝帝！

有时候我们经常会重复写一些代码，尤其是类型比较长，简直痛不欲生……

这时候我们就有了一个解放双手的方式：#define宏定义。

define有三种方式：

1，定义常量

这个就是基本的，跟const是一样的效果，不一样的是它能自动识别你该用int还是用long，只是常量的值是不能变得。

2，替换语句

那些非常长的语句，比如快读，ios：：sync_with_stdio……一大堆，这时候可以定义一个宏，直接替换。

3，带参数换函数

对于函数定义长的，就用这个，省时省力。也是能自动判断参数类型的，只是要注意括号。

这里给大家一些大神常用的：

1，cerr<<__LINE__<<' '<<__FUNCTION__<<endl;这个是输出他在哪一行，用来调试

2，ios::sync_with_stdio(false);cin.tie(0);cout.tie(0) 关闭同步指令，调试用

3，rt<<1（左子节点）、rt<<1|1（右子节点） 线段树问题的常客，记住！

4，freopen(FILENAME".in","r",stdin),freopen(FILENAME".out","w",stdout) 输入输出文件，非常实用的小技巧，OI竞赛必须加他！

5，（（x）&（-（x））） 这个在树状数组常用。

注意：以上写法是前面加#define 宏名 之后的语句的写法，程序中不能这么写！

这只是加快速度的小技巧，根据个人喜好用就行。

来个小题：

A+B 肝帝版

输出n组a+b的结果，n不超过5000000.

一般人估计看见数据量就蒙圈了：五百万组！！

众所周知，读取最快的就是scanf和printf，还有getchar，putchar，这题数据量这么大，显然用getchar那一组。但是！getchar只能对单个字符进行处理。

怎么办？搞个小知识：把数字看成数字的字符串，再用getchar不就快了，只需要输入后在转换就可以了。

这里注意，你不用cin和cout就别关同步！要不然就运行不了了。

还有，快读一般是用不到，而且他本质是字符串，可以被空格卡崩。所以大家在数据量没那么大时别用快读。

2 template：解放参数类型！

他也可以自动判断类型，基本写法为

template<typename T>

(函数本体)

这样用T表示类型，就不用再在类型上纠结了。

这个可以优化快读，但是卡服解决不了。

3 运算符重载：自定义加法？

这个适用于结构体，可以在结构体内外重载。

基本写法：

类型 operator运算符 （形参列表）

注意形参前面要加const 类型&。结构体外面是要加形参的那种，结构体里面可以不加。。

常用于结构体排序和STL。因为这样可以直接sort结构体。注意set<node>存结构体时必须有序且必须在参数前面加const&。

4 对拍调试码：肝帝的快乐！

对拍常用于竞赛或者自己在家写。比如你写了一个优化算法，这时候用暴力方法当做对拍代码再做一遍。因为暴力方法十有八九是对的，所以只需要答案相比较就行。

这里注意，对拍只能保证结果是对的，他不管过程，像程序员的两个噩梦TLE和MLE他就不会管，遇上橙题或红题只能一行一行看。

注意这里要有一个数据生成器来帮忙，具体模板如下：

(gen.cpp数据生成器）
int main()
{
    srand(time(0));
    int n,m,S;
    n=rand()%1000+1;
    m=rand()%2000+1;
    S=1;
    printf("%d%d%d\n",n,m,S);
    for(int i=1;i<=m;i++)
    {
        int u,v,w;
        u=rand()%n+1;
        v=rand()%n+1;
        w=rand()%1000000000;
        printf("%d%d%d\n",u,v,w);
    }
}

下面是对拍程序模板：

int main()
{
    int t=10;
    while(t)
    {
        t--;
        system("gen.exe>data.in");
        system("brute.exe<data.in>brute.out");
        system("std.exe<data.in>std.out");
        if(system("fc brute.out std.out")) break;
    }
    if(t==0) cout<<"yes";
    else cout<<"error";
}

注意，这里data.in是之前gen.cpp生成的文件，按照输入格式来；这里std.cpp指的是你最初写的需要调试的代码，brute.cpp指的是用来对比的暴力代码。这里的数据生成器采用了C++随机生成，具体方法以后再讲。再解释一下，rand（）函数是取随机数的，system（fc a b）是比较a和b的文本是否一样。而system（a>b）是把a给b，（b<a）是把b给a

我这里着重说下rand（），基本格式是rand（）%N，代表范围0到N-1；%N加1就是1到N的范围。前面加的srand（）是种子（简单理解成mc那个种子，用来生成对应区间），time（N）是时间戳。
要取范围【n，m】得数，是rand（）%（m-n+1）+n。

还有一种“真随机数”——mt19937。

基本写法有点长，耐心看完：

unsigned seed=std::chrono::system_clock::now().time_since_epoch().count();
mt19937 rand_num(seed);

没有十年码龄学不来啊！

接下来给大家一个常用代码：

生成1——n随机排列

for(int i=1;i<=10;i++) a[i]=i;
unsigned seed=std::chrono::system_clock::now().time_since_epoch().count();
shuffle(a+1,a+11,default_random_engine(seed));

此时a[]数组里存了一个随机排列。shuffle函数用来打乱区间内的元素。

我们还能用并查集加rand生成随机树，进而生成随机图。

5，STL标准库：C++人性化的一面

众所周知，C++有个标准库叫STL，我之前也讲过。

复习一下，我列几个常用的STL关键字：

算法函数：<algorithm>

栈：stack

队列：queue

优先队列：priority_queue，队尾压进去的自动排序，出队可以是升序也可以是降序，升序的是priority_queue<int,vector<int>,greater<int>>q;

降序的则是priority_queue<int,vector<int>,less<int>>q;

注意优先队列可以插入运算符重载后的结构体和pair数对。

双端队列：deque 这个比较特殊，两边都可以进或者出，所以多了push_back、push_front、pop_back、pop_front四个操作，分别是在队首队尾入队和出队。单调队列用的就是他。

向量：vector 本质可以理解为大小能改的数组，啥都能放。可以直接下标访问，也可以push_back，还有insert(it,x)是迭代器指向的位置插入x，erase(it)是把迭代器指的删了。

集合：set 不重复的数据，自动去重

无序集合：unordered_set 无序去重

多重集合：multiset 有序不去重，能二分查找，查到的是迭代器的类型

映射：map 映射是一种关联方式，比如map<int,int>a是两个int型的映射，他也可以用下标访问。但是当建立映射时，map中的键是唯一的，像变量一样。另外函数clear是清空，counnt(x)是查找键为x的数的数量。map的底层是红黑树（别问我红黑树是啥，因为我也不知道！）还有，map的迭代器要用->first取第一关键字，->second取第二关键字。

无序映射：unordered_map ，它的底层实现是哈希表，不是自己有序的，增删改查操作比map快。注意insert时必须插入pair形式。

多重映射：multimap 按照插入的顺序排序，先排第一关键字再排时间，而且键值能重复用，形成一对多的数据结构。注意erase会把所有带这个键值的全删掉。

数对：pair 包含两个数据值，两个数据的类型可以不一样。三个值能嵌套pair。它能够直接排序，后面会见他的排序规则。注意尾部“ > >”两个尖括号一定要加空格，要不就跟右移混了。有一个函数是make_pair，对已有的元素构造新的数对。注意不是int会按照字典序排序。

STL库把一切都隐藏，只留了调用接口。标红的是重点，必须记住！

STL可以理解为C++创始时候人性化的一面——于是，就不用手写栈和队列了。好吧，开个玩笑而已。

上面讲了一个迭代器，后面讲。

接下来依然是重点，是algorithm库的几个常用函数：

1，unique(起始下标，结束下标) 对应区间中的重复数据挑出来放在区间末尾，注意这个区间内的数据必须是有序的。

2，lower_bound/upper_bound(起始下标，结束下标，num（要找的数据））

lower是第一个大于等于num的位置，upper则是第一个大于num的位置。注意这个区间依然是必须有序的。

3，next_permutation/prev_permutation（起始下标，结束下标）是找全排列，next是求下一个全排列，prev是求上一个全排列。

4，swap(a,b)交换a和b的值，再也不用写三行还多个变量了。

接下来讲迭代器，它可以看作是一个指针，作为容器和算法间的媒介，他可以指向一个元素。迭代器的定义方式是::iterator it;

因为它类似于指针存地址，所以赋值要加*号。