C++ 代码小技巧(一)

在写代码的时候，我们常常会用一些小技巧，下面做简单介绍

一、o1+o2+o3（常数优化）

如题，开优化开关。

有的OJ上有O2优化选项，当然，你也可以这样：在代码开头这样加一句：

#pragma GCC optimize("O1")
#pragma GCC optimize("O2")
#pragma GCC optimize("O3")

o1+o2+o3

（逃~

Tips：此方法对STL非常有效！（NOIP赛场上我不知道能不能用，建议不要用）

二、 inline 关键字（常数优化）

可以在一个函数的最开始加上inline，如：

inline int max(int a, int b)
{
    if (a < b)
        return b;
    return a;
}

inline example

意义：在编译时，把这个函数放到使用它的地方，如：

inline int max(int a, int b)  _
{                              \
    if (a < b)                  |
        return b;               }----------.
    return a;                   |          |
}                             _/           |
                                           |
int main()                                 |  编译时
{                                          |  直接包
    int a, b, c;                           |  含进去，
    cin >> a >> b >> c;                    |  加快程
    cout << max(a, b) << endl;  <----------|  序运行
                                           |  速度。
    cout << max(a, c) << endl;  <----------|
                                           |
    cout << max(b, c) << endl;  <----------/
    return ;
}        

inline example

使用贴士：

1. 不要试图给递归函数加inline，这样可能会更慢！
2. 不要试图给调用多次且代码量很大（即较复杂） 的非递归函数加inline， 这样并不会优化！
3. 本方法应该给调用多次或复杂度较低的函数使用（如：min, max, fast_IO相关函数）。

三、register 关键字（常数优化）

可以在一个变量声明的类型前面加上这个关键字。例：

// example #1:
register int a;
// example #2:
register long long b[];
// example #3:
struct node1 {
    int rank;
    int num;
};
register node1 c;
// example #4:
register struct node2 {
    int a, b;
    int c;
} d;

register example

原理：我们运行的程序会放在内存里，所以访问速度还是较慢，所以我们可以将常用的变量放在离CPU更近的寄存器里（即register）。

使用小贴士：

1. 用register的变量只能在函数里声明！！！（这也很好理解）
2. 如上面 example #4，register可以写在struct开头。
3. 因为寄存器空间有限，所以请只给反复使用的变量加register。（e.g.循环变量i, j, k）

四、template + typename模板

可以给一个函数声明成template + typename的形式。如：

// example:
template <typename _Tp>
_Tp max(_Tp a, _Tp b)
{
    if (a > b)
        return a;
    return b;
}
// use:
int x, y;
cin >> x >> y;
cout << max(x, y) << endl;
cout << max<int>(x, y) << endl; //这两行等价 

template+typename example

可以看到，声明这种函数的方法是在开头加上

template <typename type1, typename type2, ...> // 类型个数任意 

注意：若一个typename（即类型）不是该函数的一个输入参数，则需用<...>的形式告诉函数这个typename的类型！

五、fread大招

先给代码嘤嘤嘤

char BufferRead[ << ];
int rLen = , rPos = ;
inline int Getchar(){
    if (rPos == rLen) rPos = , rLen = fread(BufferRead, ,  << , stdin);
    if (rPos == rLen) return EOF;
    return BufferRead[rPos++];
} 

fread版Getchar

说明：

1. fread比getchar快，所以用fread优化程度更高
2. 若本地运行且不加freopen，那么会出错（无休止的读入）！（因为fread会读满1 << 15个字节，而从文件读入时会读到文件结束符从而停止读入，不会出问题）
3. 不知道fread可以通过这篇文章简要了解一下

六、快读整数（fast_IO #1）

代码还是很简单的，如下：

template <typename _TpInt>
inline _TpInt read()
{
    register int flag = ;
    register char c = Getchar();
    while ((c > '' || c < '') && c != '-')
        c = Getchar();
    if (c == '-') flag = -, c = Getchar();
    register _TpInt init = (c & );
    while ((c = Getchar()) <= '' && c >= '')
        init = (init << ) + (init << ) + (c & );
    return init * flag;
}

fast_IO #1

几点说明：

1. 此方法的原理是：十进制，一位一位读入
2. flag 是负数标记
3. (c & 15)：'0'的ASCII码是48，(c & 15)此处等于(c % 16)，所以本句(c & 15)的意义是c-'0'
4. (init << 3) + (init << 1) = (init * 8) + (init * 2) = (init * 10)
5. typename：可以读不同的类型

Tips：'&'和'<<'是位运算，关于位运算，可以上百度查资料

应用例子：

int a;
long long b;
short c;
a = read<int>();
b = read<long long>();
c = read<short>();

fast_IO #1 example

七、快读实数（fast_IO #2）

仿照整数快读，写出实数快读：

template <typename _TpRealnumber>
inline double readr()
{
    register int flag = ;
    register char c = Getchar();
    while ((c > '' || c < '') && c != '-')
        c = Getchar();
    if (c == '-') flag = -, c = Getchar();
    register _TpRealnumber init = (c & );
    while ((c = Getchar()) <= '' && c >= '')
        init = init *  + (c & );
    if (c != '.') return init * flag;
    register _TpRealnumber l = 0.1;
    while ((c = Getchar()) <= '' && c >= '')
        init = init + (c & ) * l, l *= 0.1;
    return init * flag;
}

fast_IO #2

没什么好说明的。

应用例子：

float d;
double e;
d = readr<float>();
e = readr<double>();

fast_IO #2 example

八、快写整数（fast_IO #3）

使用递归执行。

template <typename _TpInt>
inline void write(_TpInt x)
{
    if (x < ) {
        putchar('-');
        write<_TpInt>(~x + );
    }
    else {
        if (x > ) write<_TpInt>(x / );
        putchar(x %  + '');
    }
}

fast_IO #3

说明：

1. (~x+1) = -x，此处是为了unsigned型整数而写此句
2. 若去掉 if (x > 9)，则会死循环
3. 本函数不可用于输出某种有符号类型的最小数！会无限输出负号！！！e.g.
   • write<int>(-2147483648);
   • write<short>(-65536);
   • etc...

应用例子：

write<int>();
printf("\n");
write<short>(-);
printf("\n");
write<int>(-);
printf("\n");
long long n = ;
write<long long>(n);
printf("\n");

fast_IO #3 example

尾声：给个模板吧

 // luogu-judger-enable-o2
 /*
     Problem: C++ 代码模板
     Author: 航空信奥
     Date: 2018/08/02
 */
 #pragma GCC optimize("O1")
 #pragma GCC optimize("O2")
 #pragma GCC optimize("O3")
 #include <stdio.h>
 #include <iostream>
 #include <string.h>
 #include <vector>
 #include <map>
 #include <set>
 #define lowbit(a) ((a) & (~a + 1)) // define 快
 using namespace std;
 namespace AuthorName { // 防重名
     inline char Getchar();
     template <typename _TpInt> inline _TpInt read();
     template <typename _TpRealnumber> inline double readr();
     template <typename _TpInt> inline void write(_TpInt x);
     template <typename _TpSwap> inline void swap(_TpSwap &x, _TpSwap &y);

     int main()
     {
         // here : DO SOMETHING
         return ;
     }

     char BufferRead[ << ];
     int rLen = , rPos = ;
     inline char Getchar()
     {
         if (rPos == rLen) rPos = , rLen = fread(BufferRead, ,  << , stdin);
         if (rPos == rLen) return EOF;
         return BufferRead[rPos++];
     } 

     template <typename _TpInt>
     inline _TpInt read()
     {
         register int flag = ;
         register char c = Getchar();
         while ((c > '' || c < '') && c != '-')
             c = Getchar();
         if (c == '-') flag = -, c = Getchar();
         register _TpInt init = (c & );
         while ((c = Getchar()) <= '' && c >= '')
             init = (init << ) + (init << ) + (c & );
         return init * flag;
     }

     template <typename _TpRealnumber>
     inline double readr()
     {
         register int flag = ;
         register char c = Getchar();
         while ((c > '' || c < '') && c != '-')
             c = Getchar();
         if (c == '-') flag = -, c = Getchar();
         register _TpRealnumber init = (c & );
         while ((c = Getchar()) <= '' && c >= '')
             init = init *  + (c & );
         if (c != '.') return init * flag;
         register _TpRealnumber l = 0.1;
         while ((c = Getchar()) <= '' && c >= '')
             init = init + (c & ) * l, l *= 0.1;
         return init * flag;
     }

     template <typename _TpInt>
     inline void write(_TpInt x)
     {
         if (x < ) {
             putchar('-');
             write<_TpInt>(~x + );
         }
         else {
             if (x > ) write<_TpInt>(x / );
             putchar(x %  + '');
         }
     }

     template <typename _TpSwap>
     inline void swap(_TpSwap &x, _TpSwap &y)
     {
         _TpSwap t = x;
         x = y;
         y = t;
     }
 }

 int main()
 {
     AuthorName::main();
     return ;
 }