C++ 基础知识与常用库函数
一、输入输出
1.1 cin 与 cout
cin 和 cout 是 C++ 标准库提供的输入输出流对象。
cin 读取字符串：遇到空格或回车停止，只读取一个单词。
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string s;
cin >> s; // 输入 "hello world"，s = "hello"
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读取整行字符串：使用 getline(cin, s)。
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string s;
getline(cin, s); // 输入 "hello world"，s = "hello world"
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混合输入：cin >> n 后使用 getline 需要清除缓冲区。
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int n;
cin >> n;
cin.ignore(); // 清除换行符
string s;
getline(cin, s);
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1.2 输出精度控制
使用 <iomanip> 库的 fixed 和 setprecision 控制浮点数输出精度。
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#include <iomanip>
double res = 3.1415926;
cout << fixed << setprecision(2) << res << endl; // 3.14（四舍五入）
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二、常见基础知识
2.1 ASCII 码
| 字符 |
ASCII 值 |
| ‘0’ |
48 |
| ‘A’ |
65 |
| ‘a’ |
97 |
大小写转换：大小写字母 ASCII 值相差 32。
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char upper = 'A';
char lower = upper + 32; // 'a'
char lower2 = 'z';
char upper2 = lower2 - 32; // 'Z'
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判断与转换函数：
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islower('a'); // true，判断是否小写
isupper('A'); // true，判断是否大写
tolower('A'); // 'a'，转小写
toupper('a'); // 'A'，转大写
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2.2 类型转换
字符串转数字：
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string s = "12345";
int i = stoi(s); // 12345
long long ll = stoll(s); // 12345
double d = stod("3.14"); // 3.14
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数字转字符串：
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int n = 123;
string s = to_string(n); // "123"
double d = 3.14;
string s2 = to_string(d); // "3.140000"
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2.3 进制转换
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// 十进制转其他进制
int n = 255;
cout << oct << n << endl; // 377（八进制）
cout << dec << n << endl; // 255（十进制）
cout << hex << n << endl; // ff（十六进制）
// 其他进制转十进制
string bin = "1111";
int val = stoi(bin, nullptr, 2); // 15（二进制转十进制）
string hex_str = "ff";
int val2 = stoi(hex_str, nullptr, 16); // 255（十六进制转十进制）
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2.4 位运算
| 运算符 |
含义 |
示例 |
& |
按位与 |
a & b |
| |
按位或 |
a | b |
^ |
按位异或 |
a ^ b |
~ |
按位取反 |
~a |
<< |
左移 |
a << n |
>> |
右移 |
a >> n |
常用技巧：
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// 判断奇偶
bool is_odd = n & 1;
// 交换两数
a ^= b; b ^= a; a ^= b;
// 取最低位 1
int lowbit = n & (-n);
// 判断是否是 2 的幂
bool is_power = n > 0 && (n & (n - 1)) == 0;
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三、常用库函数
3.1 二分查找
lower_bound 和 upper_bound 用于有序序列的二分查找，返回迭代器，区间为左闭右开 [lower, upper)。
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vector<int> v = {1, 2, 2, 2, 3, 4, 5};
// lower_bound: 第一个 >= target 的位置
auto lb = lower_bound(v.begin(), v.end(), 2); // 指向第1个2
// upper_bound: 第一个 > target 的位置
auto ub = upper_bound(v.begin(), v.end(), 2); // 指向3
// 计算 target 出现的次数
int cnt = ub - lb; // 3
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3.2 排序 sort
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sort(v.begin(), v.end()); // 升序
sort(v.begin(), v.end(), greater<int>()); // 降序
// 自定义比较函数
bool cmp(int a, int b) { return a > b; }
sort(v.begin(), v.end(), cmp);
// Lambda 表达式
sort(v.begin(), v.end(), [](int a, int b) {
return a > b;
});
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3.3 数组初始化 memset
memset 按字节填充，只能用于初始化 0 或 -1。
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int arr[100];
memset(arr, 0, sizeof(arr)); // 初始化为 0
memset(arr, -1, sizeof(arr)); // 初始化为 -1
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3.4 交换 swap
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int a = 1, b = 2;
swap(a, b); // a = 2, b = 1
vector<int> v1 = {1, 2}, v2 = {3, 4};
swap(v1, v2); // 交换容器内容
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3.5 反转 reverse
反转指定区间 [first, last)。
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vector<int> v = {1, 2, 3, 4, 5};
reverse(v.begin(), v.end()); // {5, 4, 3, 2, 1}
string s = "hello";
reverse(s.begin(), s.end()); // "olleh"
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3.6 删除元素 erase
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vector<int> v = {1, 2, 3, 4, 5};
// 删除单个元素
v.erase(v.begin() + 2); // 删除第3个元素，{1, 2, 4, 5}
// 删除区间
v.erase(v.begin(), v.begin() + 2); // 删除前两个，{4, 5}
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3.7 去重 unique
unique 将相邻重复元素移到末尾，返回去重后的末尾迭代器。需要先排序。
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vector<int> v = {1, 2, 2, 3, 3, 3, 4};
sort(v.begin(), v.end());
auto last = unique(v.begin(), v.end());
v.erase(last, v.end()); // {1, 2, 3, 4}
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3.8 全排列 next_permutation
生成下一个字典序排列，返回 bool 表示是否成功。
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vector<int> v = {1, 2, 3};
do {
for (int x : v) cout << x << " ";
cout << endl;
} while (next_permutation(v.begin(), v.end()));
// 输出所有 6 种排列
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prev_permutation 生成上一个排列。
3.9 最值 min / max
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int a = min(3, 5); // 3
int b = max(3, 5); // 5
// 初始化列表（C++11）
int c = min({1, 2, 3, 4, 5}); // 1
int d = max({1, 2, 3, 4, 5}); // 5
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3.10 最值迭代器 min_element / max_element
返回区间 [first, last) 中最小/最大元素的迭代器。
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vector<int> v = {3, 1, 4, 1, 5, 9, 2, 6};
auto min_it = min_element(v.begin(), v.end());
auto max_it = max_element(v.begin(), v.end());
cout << *min_it << endl; // 1
cout << *max_it << endl; // 9
// 获取索引
int min_idx = min_it - v.begin(); // 1
int max_idx = max_it - v.begin(); // 5
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3.11 第 n 小元素 nth_element
将第 n 小的元素放到正确位置，左边都比它小，右边都比它大。
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vector<int> v = {5, 3, 1, 4, 2};
nth_element(v.begin(), v.begin() + 2, v.end());
// v[2] = 3（第3小的元素）
// v[0..1] <= 3, v[3..4] >= 3
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四、常用技巧速查
| 需求 |
方法 |
| 读取整行 |
getline(cin, s) |
| 数字+字符串混合输入 |
cin >> n; cin.ignore(); getline(cin, s); |
| 保留小数 |
cout << fixed << setprecision(2) << x; |
| 字符串转数字 |
stoi(), stoll(), stod() |
| 数字转字符串 |
to_string() |
| 二分查找边界 |
lower_bound(), upper_bound() |
| 排序 |
sort() |
| 数组初始化 |
memset(arr, 0, sizeof(arr)) |
| 反转 |
reverse() |
| 去重 |
sort() + unique() + erase() |
| 全排列 |
next_permutation() |
| 最值 |
min(), max(), min_element(), max_element() |
总结
本文总结了蓝桥杯竞赛中常用的 C++ 基础知识和库函数。掌握这些内容能够显著提高编码效率和正确率。建议在刷题中反复练习，形成肌肉记忆。