一、C++万能编译头文件

#include<bits/stdc++.h>

#include <iostream> 
#include <cstdio> 
#include <fstream> 
#include <algorithm> 
#include <cmath> 
#include <deque> 
#include <vector> 
#include <queue> 
#include <string> 
#include <cstring> 
#include <map> 
#include <stack> 
#include <set> 
using namespace std;

int main(){
    cout << "Hello world!" << endl;
    return 0;
}

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

int main(){
    cout << "Hello world!" << endl;
    return 0;
}

注意:

1、目前POJ还不支持<bits/stdc++.h>(G++、C++都不支持)。HDU部分支持(G++支持,C++不支持)。

其他国外的oj,还有台湾的oj都支持,CF,Topcoder也都支持。

2、降低编译速度、造成CE。

主要用途:减少代码量

二、预编译

预处理宏

#define long long ll

条件编译

#define DEBUG
int main(){
    #ifdef DEBUG
	    cout << "Hello world!" << endl;
    #endif
    return 0;

}

C++/C语言中条件编译相关的预编译指令,包括  #define、#undef、#ifdef、#ifndef、#if、#elif、#else、#endif、defined。

#define            定义一个预处理宏
#undef            取消宏的定义

#if                   编译预处理中的条件命令,相当于C语法中的if语句
#ifdef              判断某个宏是否被定义,若已定义,执行随后的语句
#ifndef            与#ifdef相反,判断某个宏是否未被定义
#elif                若#if, #ifdef, #ifndef或前面的#elif条件不满足,则执行#elif之后的语句,相当于C语法中的else-if
#else              与#if, #ifdef, #ifndef对应, 若这些条件不满足,则执行#else之后的语句,相当于C语法中的else
#endif             #if, #ifdef, #ifndef这些条件命令的结束标志.
defined          与#if, #elif配合使用,判断某个宏是否被定义

 详情

主要用途:替换、选择性编译

三、文件输入/文件输出

#define DEBUG
int main(){
    #ifdef DEBUG
	    freopen("input.in", "r", stdin);
	    //freopen("output.out", "w", stdout);
    #endif
    int n;
    scanf("%d",&n);
    //cout << "Hello world!" << endl;
    return 0;

}

 详情

主要用途:减少DEBUG中繁琐的复制/粘贴/输入操作

四、程序运行时间

#include<iostream>
#include<ctime>
using namespace std;
#define DEBUG
int main(){
    int n;
    scanf("%d",&n);
    //cout << "Hello world!" << endl;
    #ifdef DEBUG
	    printf("Time cost : %lf s\n",(double)clock()/CLOCKS_PER_SEC);
    #endif
    return 0;

}

 详情

注意:此代码记录输入时间,故应该配合文件输入/文件输出代码

主要用途:与文件输入/文件输出同时使用,初步计算程序运行时间

五、寄存器变量

register

 常见宏编译

#define RI register int

对于一些频繁使用的变量,可以声明时加上该关键字,运行时可能会把该变量放到CPU寄存器中,只是可能,因为寄存器的空间是有限的,不保证有效。特别是你变量多的时候,一般还是丢到内存里面的。 
比较下面两段程序:

 register int a=0;
 for(register int i=1;i<=999999999;i++)a++;
int a=0;
for(int i=1;i<=999999999;i++)a++;

优化:0.2826 second 
不优化:1.944 second

 详情

主要用途:减少程序运行时间

六、typedef

typedef long long ll;
//typedef __int128 lll;

 类似于宏编译#define

#define long long ll;
#define __int128 lll;

 详情

主要用途:减少代码量

七、cin和cout取消同步

ios::sync_with_stdio(false);
cin.tie(0);
cout.tie(0);

 详情 

主要用途:减少输入输出的时间

八、快速输入输出函数

template <class T>
inline void scan_d(T &ret) 
{
    char c; 
    ret = 0;
    while ((c = getchar()) < '0' || c > '9');
    while (c >= '0' && c <= '9')
    { 
        ret = ret * 10 + (c - '0'), c = getchar();
    }
}

 详情 

主要用途:减少输入输出的时间

九、endl、"\n"和'\n'

"\n"

"\n"表示搜索一个字符串,只有一个数据是回车符

'\n'

'\n' 表示一个字符,两者在输出上是一样的!

endl

  1. 在c++中,终端输出换行时,用cout<<......<<endl 与 “\n”都可以,这是初级的认识。但二者有小小的区别,用endl时会刷新缓冲区,使得栈中的东西刷新一次,但用“\n”不会刷新,它只会换行,盏内数据没有变化。但一般情况,二者的这点区别是很小的,在大的程序中可能会用到。建议用endl来换行.
  2. endl除了写’\n’进外,还调用flush函数,刷新缓冲区,把缓冲区里的数据写入文件或屏幕.考虑效率就用’\n’.
  3. cout << endl;除了往输出流中插入一个’\n’还有刷新输出流的作用. 
  4. cout << endl; 等价于: cout << ‘\n’ << flush; 
  5. 在没有必要刷新输出流的时候应尽量使用cout << ‘\n’, 过多的endl是影响程序执行效率低下的因素之一.

详情

主要用途:提高程序运行效率

十、常量

const int N=1000+10;
const int M=100000+10;
const int MOD=1e9+7;
const double PI = acos(-1.0);
const double EXP = 1E-8;
const int INF = 0x3f3f3f3f;

主要用途:提高代码复用性

十一、内联函数

inline
inline int max(int a,int b)
{
        return a > b ? a:b;
}

由编译器在编译时会在主程序中把函数的内容直接展开替换,减少了内存访问,但是这并不是适用于各种复杂以及递归式的函数,复杂函数编译器会自动忽略inline 

详情

主要用途:提高程序运行效率

十二、默认参数

可用于逆元的取模快速幂函数

int PowerMod(int a, int b=MOD-2, int c=MOD){
    int ans = 1;
        a = a % c;
    while(b>0){
        if(b % 2 == 1)
            ans = (ans * a) % c;
        b >>= 1;
        a = (a * a) % c;
    }
    return ans;
}

详情

主要用途:提高函数复用性,减少代码量

十三、奇偶判断

n%2
n&1

其中&1的效率高于%2

详情

%2的汇编代码为

movl    _x, %eax
movl    $LC0, (%esp)
movl    %eax, %edx  //(del)
shrl    $31, %edx  //(del)
addl    %edx, %eax  //(del)
andl    $1, %eax
subl    %edx, %eax  //(del)
movl    %eax, 4(%esp)
movl    %eax, _x

 &1的汇编代码为

movl    _x, %eax
movl    $LC0, (%esp)
andl    $1, %eax
movl    %eax, 4(%esp)
movl    %eax, _x

主要用途:提高程序运行效率

十四、乘和除的位运算

x <<= 1;
x *= 2;

例如上面这两句,都是把x乘2,但真的用位运算会快么,其实他们理论上是一样的,在被g++翻译成汇编后,两者的语句都是

addl    %eax, %eax1

它等价于 x = x + x。所以在这里位运算并没有任何优化。那么把乘数扩大呢,比如乘10,x *= 10的汇编语言为

leal    (%eax,%eax,4), %eax
addl    %eax, %eax

翻译过来就是

x = x + x*4;
x = x + x;

而那些喜欢用(x << 3 + x << 1)的人自己斟酌!

 

但是位运算在某些地方是非常有用的,比如除法,右移的汇编代码为

movl    _x, %eax
sarl    %eax
movl    %eax, _x
movl    _x, %eax

而除二的汇编代码为

movl    _x, %eax
movl    %eax, %edx  //(del)
shrl    $31, %edx  //(del)
addl    %edx, %eax  //(del)
sarl    %eax
movl    %eax, _x
movl    _x, %eax

可以看到,右移会比除快很多。

详情

主要用途:提高程序运行效率

十五、变量交换

swap函数效率高于a ^= b ^= a ^= b

详情

(a ^= b ^= a ^= b)的汇编代码

movl    _b, %edx
movl    _a, %eax
xorl    %edx, %eax
xorl    %eax, %edx
xorl    %edx, %eax
movl    %eax, _a
xorl    %eax, %eax
movl    %edx, _b

(int t = a;a = b,b = t;)的汇编代码

movl    _a, %eax
movl    _b, %edx
movl    %eax, _b
xorl    %eax, %eax
movl    %edx, _a

主要用途:提高程序运行效率

十六、lowbit函数

x & (-x)
int lowbit(int x)
{
    return x&(-x);
}

详情 

主要用途:提高程序运行效率

十七、2的幂判断

x > 0 ? ( x & (x - 1)) == 0 : false

详情

主要用途:提高程序运行效率

十八、短路运算符

短路运算符:一旦可以确定了表达式的真假值时,直接返回真假值

详情

主要用途:提高程序运行效率

十九、非零即真

if(x)

详情

主要用途:提高程序运行效率

二十、 取模优化

//设模数为 mod
inline int inc(int x,int v,int mod){x+=v;return x>=mod?x-mod:x;}//代替取模+
inline int dec(int x,int v,int mod){x-=v;return x<0?x+mod:x;}//代替取模-

详情

主要用途:提高程序运行效率

二十一、加法优化

用++i代替i++,后置++需要保存临时变量以返回之前的值,在 STL 中非常慢。

详情

主要用途:提高程序运行效率

二十二、结构优化

如果要经常调用a[x],b[x],c[x]这样的数组,把它们写在同一个结构体里面会变快一些,比如f[x].a, f[x].b, f[x].c 
指针比下标快,数组在用方括号时做了一次加法才能取地址!所以在那些计算量超大的数据结构中,你每次都多做了一次加法!!!在 64 位系统下是 long long 相加,效率可想而知。

详情

主要用途:提高程序运行效率

二十三、对拍程序

虽然肉眼debug的能力也很重要,但有的时候一直手打数据测试两三天也没有必要。

详情

主要用途:提高DEBUG效率,寻找问题数据

二十四、O1,O2,O3编译优化

#pragma GCC optimize("O3")
#pragma G++ optimize("O3")

详情

主要用途:提高程序运行效率

二十五、扩栈

C++版本一

写在main的开始

int size = 256 << 20; // 256MB  
char *p = (char*)malloc(size) + size;  
__asm__("movl %0, %%esp\n" :: "r"(p));

C++版本二

#pragma comment(linker, "/STACK:102400000,102400000")

C++版本三

64位版本

extern int main2(void) __asm__ ("main2"); 
int main2(){ exit(0); }//在这里写main函数
int main(){
	int size=64<<20; char *p=(char*)malloc(size)+size;  
    	__asm__ __volatile__("movq  %0, %%rsp\n"  "pushq $exit\n"   "jmp main2\n"  :: "r"(p)); 
}

 

详情

主要用途:提高系统栈的存储空间

二十六、memset和memcpy以及memmove

函数效率都非常高,比循环的速度快很多

若原code:

for(int i=l;i<=r;++i) a[i]=0;
for(int i=l;i<=r;++i) a[i]=b[i];
for(int i=l;l<=r;++i) a[i]=b[i],b[i]=0;

memset(a+l,0,r-l+1<<2);
memcpy(a+l,b+l,r-l+1<<2);
memmove(a+l,b+l,r-l+1<<2);
memset(a+l,0,(r-l+1)*sizeof(a[0]));
memcpy(a+l,b+l,(r-l+1)*sizeof(a[0]));
memmove(a+l,b+l,(r-l+1)*sizeof(a[0]));

 详情

主要用途:提高程序运行效率

二十七、YES/NO输出(三元运算符)

cout<<(ans?"YES":"NO")<<endl;

 详情

主要用途:提高程序可读性

二十八、输出空格分隔、末尾无空格的数组

for(int i=1;i<=n;i++){
    printf("%d%c",a[i]," \n"[i==n]);
}

 详情

主要用途:减少代码量

二十九、构造函数

struct node{
    int u,v,w;
    node(){};
    node(int u,int v,int w):u(u),v(v),w(w){}
};

 详情

主要用途:减少代码量

三十、常用C++库函数 (STL)

函数 作用
sort 排序
memset 赋值
next_permutation 全排列
max 最大值

min

最小值

swap

交换
exit 退出程序
__builtin_popcount 一个数的二进制表示中有多少位是1

strlen

字符数组长度
   
   
   
   
   
   
   
   
   
   

 详情

主要用途:减少代码量

参考文章:

https://www.cnblogs.com/xenny/p/9410888.html

https://blog.csdn.net/JacaJava/article/details/78336840

https://blog.csdn.net/chencsmat/article/details/47778757