14-1-补充——常用操作

补充

本章对一些知识进行补充说明，这些知识在语法基础阶段应用场景不多，所以在前面为了降低理解难度并没进行讲解，在此处进行列举。

1.变量类型补充

整数类型在定义时，可以使用 signed 和 unsigned 关键字进行修饰。

signed 表示带符号整数(默认)，这个用的少，因为默认就是带符号的。

unsigned 表示无符号整数，这样定义出来的整数变量无法存储负数。

例如 unsigned int unsigned long long，相较于带符号整数，无符号整数腾出了一个符号位，所以能存更大的数字。

2.C风格的输入输出

scanf 和 printf 其实是C语言提供的函数，大部分情况下它们输入输出的速度快于 cin 和 cout。

在使用时需要配合占位符来使用，先看例子：

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

int main() {
	int x;
	double y;
	scanf("%d %lf", &x, &y);  // 输入
	printf("x: %d y: %lf", x, y);  // 输出
	return 0;
}

在这段代码中，%? 即是一个占位符，其意思是在此处会输入/输出一个对应类型的数据，根据 % 后面的内容不同，代表的数据类型也不同，下面进行了说明：

%d : 代表是 int
%c : 代表是 char
%lf : 代表是 double
%lld : 代表是 long long
%s : 代表是字符串，但注意不能直接输入到 string，可以直接输入到 char[] 数组中。

在输入输出文本中，除了占位符外，可以加入一些自定义的文本，在一些规定了格式的输入输出的场景下，scanf 和 printf 代码写起来会更简单。

scanf 中的 & 是什么？

在这里，& 是取址运算符，即获取变量在内存中的地址，不用过于深究，记住这个区别即可。

另外，占位符还可以控制输出的格式，例如保留小数位数，位宽等等，下面例子进行了一些常用的：

printf("%.3lf\n", 3.14159);  // 保留三位小数  \n为换行
printf("%3d", 12);  // 设置位宽为3，不足的会在前面补空格
printf("%03d", 12);  // 设置位宽为3，不足的会在前面补0

还有更多用法可以自行探索。

3.#define 命令

#define 是一种预处理命令，用于定义宏，本质其实是用一个文本替换另一个文本，例如：

#include <bits/stdc++.h>
#define qwq cout << "hello"
using namespace std;

// 这里相当于会把代码中所有独立的 qwq 文本替换为 cout << "hello"
// 但如果是非独立的文本则不受影响，例如 aqwq 是不会被影响的。

int aqwq = 5;

int main() {
    qwq;
    cout << '\n' << aqwq;
	return 0;
}

#define 使用起来是有风险的，因为其作用域是整个程序，可能会导致一些粗心的错误，较为常见的一个用法是：

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

signed main() {
	...
	return 0;
}

因为大部分 oier 都习惯了 int，所以这样可以避免忘记开 long long 导致的错误。但随之而来的是可能会增大常数导致 TLE，或者因为爆空间而 MLE，所以使用时要自己能算清楚时间复杂度空间复杂度之类的。

4.三目运算符

三目运算符是 if else 的一种简写，常用于简单的条件判断，特别是需要根据条件给变量赋值时。

语法格式为： 判断条件 ? 成立的情况 : 不成立的情况

例如：

cout << (2 > 1 ? "yes" : "no") << '\n';  // 会输出 yes 

int x, y, z;
z = (x > y) ? y : x;  // 如果 x>y，那么 z=y，否则 z=x

初赛的程序阅读可能会出现，所以还是了解一下这个执行逻辑，自己写代码的时候没必要用。

5.加快输入输出

在数据量级较高的情况下(输入 $10^{5}$ 个数据以上)，scanf 和 printf 的效率要比 cin 和 cout 的效率高 $10$ 倍不止，不过 scanf 读入字符数据时，会需要注意空格和换行的影响，处理起来会比较麻烦，所以建议大家用以下方式：

int main() {
	// 这行代码作用是关闭输出流，取消c风格的输入输出和c++风格输入输出的
	// 同步，写了之后注意两者不要混用。
	ios::sync_with_stdio(false);
	// 这两行是把 cin 和 cout 取消关联，进行输入操作时不再强行刷新缓冲区。
	cin.tie(0);
	cout.tie(0);
	...
	后面正常用cin cout 读写数据
}

加上以上三行代码后，cin、cout 的效率和C风格的相差无几，甚至是快一些的，但使用后要注意以下几点：

使用后就不要用 scanf 和 printf 了，因为同步流已经关闭了，全用 cin 和 cout 即可。
换行时写 cout << '\n'，不要用 endl，因为 endl 通常会刷新缓冲区，但使用上述代码后它不再具备刷新的功能。
这段代码的作用只是提高输入输出的效率，对于程序的结果不会任何影响。

6.初始化数组中的值

众所周知，数组定义在全局时，默认里面的元素都为 $0$ 。

但如果在某些场景下，需要把数组中的初始值都设置为其它值的时候，怎么做呢？容易想到的是直接手写一个循环：

for (int i=1; i<=n; i++) a[i] = 1;  // 都设置成 1

利用 memset 函数可以达到相同的效果：

memset(a, 0, sizeof a);  // 批量设置为 0

不过 memset 并不能随意批量设置值，中间的数据在赋值时会被转为 unsigned char 类型，然后把这八位二进制数据一字节一字节的复制过去，所以常用的只有 0、-1、0x3f，若是其他数据得到的结果和我们的预期会不一样。

值得一提的是 0x3f 被复制到 int 类型中得到的结果是 0x3f3f3f3f，实际值为 1061109567，即 10^9 级别。

另，memset 的时间复杂度和循环赋值是相同的 O(N) 级别，所以只使用循环赋值也没啥问题。

7.exit()

众所周知，在其他函数中使用 return 只能结束这次函数运行，没法结束程序运行。

但使用 exit(0) 可以结束程序运行，并返回 0 表示程序正常结束，在一些递归函数中使用会有奇效。

void func(int x) {
	if (x == 1) {
		exit(0);
	}
	cout << "函数调用前：" << x << "\n";
	func(x-1);
	cout << "函数调用后：" << x << "\n";  // 这段其实不会输出。
}

func(5);