Cpp Competitive Programming Idioms

1. C++ IO 提速

常用写法：

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

含义：

• ios::sync_with_stdio(0)：关闭 C++ iostream 与 C stdio 的同步，提高 cin/cout 速度。
• cin.tie(0)：解除 cin 和 cout 的绑定，避免每次输入前自动刷新输出。
• cout.tie(0)：通常影响不大，可写可不写。

注意：关闭同步后，不建议混用 cin/cout 与 scanf/printf。

2. 变量定义习惯

常见写法：

常用 long long 类型。

当数据范围可能超过 int 时，应使用 long long。尤其是乘法时，注意先提升类型：

int a = 1e9;
int b = 1e9;
long long c = 1LL * a * b;

如果写成：

long long c = a * b;

乘法可能先以 int 计算，溢出后再赋值给 long long，已经晚了。

常见命名习惯：

名字	常见含义
n, m	规模、点数边数、行列数
i, j, k	循环变量
u, v, w	图中的边：起点、终点、权重
ans	答案
cnt	计数
idx	下标或编号
l, r	左右边界

3. 万能头文件

常见写法：

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

bits/stdc++.h 是竞赛中常用的 GNU 扩展头文件，几乎包含常见标准库头文件。

优点：写起来快，竞赛环境通常支持。
缺点：不是 C++ 标准，某些编译器或工程环境不支持。

工程代码建议按需包含：

#include <iostream>
#include <vector>
#include <algorithm>
#include <queue>
#include <map>
#include <functional>

4. lambda 函数

sort() 中常见的 lambda 用法：

sort(v.begin(), v.end(), [](int a, int b) {
    return a > b; // 降序排序
});

lambda 基本形式：

[capture](parameters) -> return_type {
    body
}

返回类型通常可以省略：

auto square = [](int x) {
    return x * x;
};

4.1 捕获列表

写法	含义
[]	不捕获外部变量
[=]	按值捕获用到的外部变量
[&]	按引用捕获用到的外部变量
[x]	只按值捕获 x
[&x]	只按引用捕获 x
[=, &x]	默认按值，x 按引用
[&, x]	默认按引用，x 按值

5. std::function

std::function 定义在 <functional>，可以保存“可调用对象”：普通函数、lambda、函数对象等。

5.1 基本用法

#include <functional>

function<int(int, int)> add = [](int a, int b) {
    return a + b;
};

cout << add(1, 2); // 3

function<int(int,int)> 的含义是：保存一个可调用对象，它接收两个 int 参数，返回 int。

5.2 递归 lambda：std::function 写法

现在 C++ 中写 DFS 时，常用 std::function 保存递归 lambda：

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

int main() {
    int n;
    cin >> n;

    vector<vector<int>> g(n + 1);
    vector<int> vis(n + 1, 0);

    function<void(int)> dfs = [&](int u) {
        vis[u] = 1;
        for (int v : g[u]) {
            if (!vis[v]) dfs(v);
        }
    };

    dfs(1);
}

为什么这里需要 std::function？因为 lambda 在定义时还没有名字，直接在 lambda 体内调用自己不方便。std::function 先声明一个可调用对象变量 dfs，lambda 捕获引用后就可以递归调用 dfs(v)。

5.3 递归 lambda：auto self 写法

如果想避免 std::function 的类型擦除开销，也可以使用 “self 参数” 写法：

auto dfs = [&](auto&& self, int u) -> void {
    vis[u] = 1;
    for (int v : g[u]) {
        if (!vis[v]) self(self, v);
    }
};

dfs(dfs, 1);

比较：

写法	优点	缺点
std::function	写法直观，递归调用自然	有类型擦除开销，需包含 <functional>
auto self	性能更好，无 std::function 开销	写法稍绕

竞赛中两种都常见：短代码、图搜索可以用 std::function；极限性能场景可用 auto self。