竞赛算法中的常用库以及库函数
标准库以及库函数
- 一、`<string>` 库常用函数
- 1.常用库函数
- 2.示例代码
- 二、`<algorithm>` 库常用函数
- 1.常用库函数
- 2.示例代码
- 三、`<cmath>` 库常用函数
- 1.常用库函数
- 2.示例代码
在蓝桥杯,acm,ccpc等包含C++算法竞赛中，有许多标准库，包含大量可直接调用的函数，能显著提升编程效率。
一、<string> 库常用函数
1.常用库函数
string类提供了便捷的字符串操作方法，比C风格字符串更安全高效：
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基础属性
s.size()/s.length()：返回字符串长度s.empty()：判断字符串是否为空（为空返回true）s.clear()：清空字符串内容
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元素访问
s[i]：访问第i个字符（无越界检查，高效）s.at(i)：访问第i个字符（有越界检查，抛出异常）s.front()/s.back()：直接获取首/尾字符
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字符串操作
s += t/s.append(t)：拼接字符串t到s末尾s.insert(pos, t)：在位置pos插入字符串ts.erase(pos, len)：从pos开始删除len个字符（默认删除到末尾）s.substr(pos, len)：提取从pos开始的len个字符（len默认到末尾）s.find(t)：查找t首次出现的位置，未找到返回string::nposs.rfind(t)：从尾部开始查找t首次出现的位置s.replace(pos, len, t)：将pos开始的len个字符替换为t
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类型转换
stoi(s)/stol(s)/stoll(s)：字符串转int/long/long longstof(s)/stod(s)：字符串转float/doubleto_string(x)：将任意数字类型x转为string
2.示例代码
#include <iostream>
#include <string>
using namespace std;int main() {// 字符串初始化string s1 = "Hello";string s2(3, '!'); // 创建包含3个'!'的字符串// 字符串拼接string s3 = s1 + " World" + s2;cout << "拼接结果: " << s3 << endl; // 输出: Hello World!!!// 查找子串size_t pos = s3.find("World");if (pos != string::npos) {cout << "\"World\"的位置: " << pos << endl; // 输出: 6}// 截取子串string sub = s3.substr(0, 5); // 从位置0开始取5个字符cout << "截取子串: " << sub << endl; // 输出: Hello// 替换操作s3.replace(5, 1, ","); // 将位置5的1个字符替换为','cout << "替换后: " << s3 << endl; // 输出: Hello,World!!!// 字符串转数字string numStr = "12345";int num = stoi(numStr);cout << "字符串转数字: " << num + 1 << endl; // 输出: 12346return 0;
}
二、<algorithm> 库常用函数
1.常用库函数
该库提供了通用算法，适用于vector、string等容器，是比赛中的"效率利器"：
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排序与查找
sort(begin, end)：对[begin, end)区间升序排序（默认less<>）sort(begin, end, cmp)：使用自定义比较函数cmp排序（如降序）binary_search(begin, end, val)：二分查找val是否存在（需先排序）lower_bound(begin, end, val)：返回首个≥val的元素迭代器upper_bound(begin, end, val)：返回首个>val的元素迭代器
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元素操作
swap(a, b)：交换a和b的值（支持任意可交换类型）reverse(begin, end)：反转区间内元素（如字符串反转）unique(begin, end)：去除连续重复元素（需先排序，返回去重后尾迭代器）count(begin, end, val)：统计val在区间中出现的次数min_element(begin, end)/max_element(begin, end)：返回区间最小/大值迭代器
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排列与组合
next_permutation(begin, end)：生成下一个字典序排列（用于全排列问题）prev_permutation(begin, end)：生成上一个字典序排列
2.示例代码
#include <iostream>
#include <vector>
#include <algorithm>
using namespace std;// 自定义比较函数（降序）
bool cmp(int a, int b) {return a > b;
}int main() {vector<int> nums = {3, 1, 4, 1, 5, 9, 2};// 排序（默认升序）sort(nums.begin(), nums.end());cout << "升序排序: ";for (int num : nums) cout << num << " "; // 输出: 1 1 2 3 4 5 9cout << endl;// 自定义排序（降序）sort(nums.begin(), nums.end(), cmp);cout << "降序排序: ";for (int num : nums) cout << num << " "; // 输出: 9 5 4 3 2 1 1cout << endl;// 查找元素int target = 3;bool exists = binary_search(nums.begin(), nums.end(), target, cmp);cout << "是否存在" << target << "?: " << (exists ? "是" : "否") << endl; // 输出: 是// 反转元素reverse(nums.begin(), nums.end());cout << "反转后: ";for (int num : nums) cout << num << " "; // 输出: 1 1 2 3 4 5 9cout << endl;// 统计元素出现次数int cnt = count(nums.begin(), nums.end(), 1);cout << "数字1出现的次数: " << cnt << endl; // 输出: 2return 0;
}
三、<cmath> 库常用函数
1.常用库函数
数学计算必备库，包含各类常用数学函数：
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基础运算
abs(x)：返回x的绝对值（x为int/long等整数类型）fabs(x)：返回x的绝对值（x为double/float等浮点类型）pow(x, y)：计算x的y次方（x^y）sqrt(x)：计算x的平方根（x≥0）cbrt(x)：计算x的立方根
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取整函数
ceil(x)：向上取整（如ceil(2.3)=3.0）floor(x)：向下取整（如floor(2.7)=2.0）round(x)：四舍五入取整（如round(2.5)=3.0）
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三角函数（弧度制）
sin(x)/cos(x)/tan(x)：正弦/余弦/正切asin(x)/acos(x)/atan(x)：反正弦/反余弦/反正切
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其他常用
log(x)：自然对数（以e为底）log10(x)：常用对数（以10为底）exp(x)：计算e的x次方（e^x）hypot(x, y)：计算√(x² + y²)（直角三角形斜边长度）
2.示例代码
#include <iostream>
#include <cmath>
#include <iomanip> // 用于设置输出精度
using namespace std;int main() {double x = 2.5, y = -3.7;// 绝对值cout << "|" << y << "| = " << fabs(y) << endl; // 输出: 3.7// 幂运算与开方cout << x << "的平方: " << pow(x, 2) << endl; // 输出: 6.25cout << "16的平方根: " << sqrt(16) << endl; // 输出: 4// 取整函数cout << "向上取整(" << x << "): " << ceil(x) << endl; // 输出: 3cout << "向下取整(" << x << "): " << floor(x) << endl; // 输出: 2cout << "四舍五入(" << x << "): " << round(x) << endl; // 输出: 2// 三角函数（弧度制）double pi = acos(-1); // 获取π值cout << "sin(π/2) = " << sin(pi/2) << endl; // 输出: 1cout << "cos(π) = " << cos(pi) << endl; // 输出: -1// 对数运算cout << "自然对数ln(e) = " << log(exp(1)) << endl; // 输出: 1cout << "常用对数log10(100) = " << log10(100) << endl; // 输出: 2return 0;
}