清华大学ACM集训队培训资料

清华大学ACM集训队培训资料（内部使用）一、C++基础基本知识所有的C++程序都是有函数组成的，函数又叫做子程序，且每个C++程序必须包含一个main函数，编译器（能够把源代码转换成目标代码的程序）把翻译后的目标代码和一些启动代码组合起来，生成可执行文件，main函数就是可执行文件的入口，所以，每个C++程序有且只有一个main函数。

下面我们看一个最简单C++程序。

(程序1.1)程序1.1int main(){return 0;}在这个程序中，如果缺少任何一个字符，编译器就无法将其翻译成机器代码。

此外，C++是对大小写敏感的，这就意味着，如果我将mian()函数拼为Main(),哪么，编译器在编译这段程序的时候就会出错。

编辑源文件能够提共管理程序开发的所有步骤，包括编辑的程序成为集成开发环境（integrated development evironments, IDE）。

在windows系统下，使用较为广泛的有Microsoft Visual C++、Dev-Cpp等，在UNIX系统下，有Vim、emacs、eclipes等。

这些程序都能提供一个较好的开发平台，使我们能够方便的开发一个程序，接下我们所要了解的都是标准C++，所有源代码都在Dev-cpp下编写，能够编译通过。

如果我们修改程序1.1中的main()函数的名称，将其改为Main()，那么，IDE就会给出错误信息，比如“[Linker error] undefined reference to `WinMain@16'”，因为编译器没有找到main函数。

接下来，我们来看一个经典的C++例子（程序1.2）程序1.2#include<iostream>using namespace std;int main(void){cout<<"Hello Wrold!"<<endl;return 0;}运行结果Hello World!程序说明第一行“#include<iostream>”，是一句预处理命令，相当于把“iostream”这个文件的所有内容复制到当前位置，替换该行。

因为在输出操作中需要做很多事，C++编译器就提供了很多已经写好的函数(成为C++标准库)，我们做的只是拿来用就可以了。

第二行的“using namespace std;”是使用标准命名空间，因为我们在程序中用到了在标准命名空间里的函数和对象。

目前可以不了解其具体如何实现，在以后的程序设计中可以再对其进行了解。

在明函数中“cout<<”Hello World!”<<endl;”是在屏幕上打印“Hello World!”，“endl”表明打印完这句话之后需要换行。

如果我们替换引号内的内容，程序的输出就会相应改变。

另外一个C++程序例子// ourfunc.cpp -- defining your own function#include <iostream>void simon(int); // function prototype for simon()int main(){using namespace std;simon(3); // call the simon() functioncout << "Pick an integer: ";int count;cin >> count;simon(count); // call it againcout << "Done!" << endl;return 0;}void simon(int n) // define the simon() function{using namespace std;cout << "Simon says touch your toes " << n << " times." << endl;} // void functions don't need return statements下面试运行情况：Simon says touch your toes 3 times.Pick an integer: 512Simon says touch your toes 512 times.Done!程序中包含了cin语句来从键盘上获取数据。

该程序中包含了除main函数以外的另一个函数simon()，他和main函数定义的格式相同，函数的统一格式如下：type functionname (argumentlist){statements}注意，定义simon()的代码在main()函数的后面，C++中不允许将函数定义在另一个函数内。

每个函数的定义都是独立的，所有的函数的创建都是平等的。

simon()函数的函数头定义如下：void simon(int n)以void 开头表明simon()没有返回值，因此我们不能类是这样的使用它。

simple = simon(3);有返回值的函数如下// convert.cpp -- converts stone to pounds#include <iostream>int stonetolb(int); // function prototypeint main(){using namespace std;int stone;cout << "Enter the weight in stone: ";cin >> stone;int pounds = stonetolb(stone);cout << stone << " stone = ";cout << pounds << " pounds." << endl;return 0;}int stonetolb(int sts){return 14 * sts;}下面是运行情况：Enter the weight in sone: 1414 stone = 196 pounds.程序通过cin语句给stone提供一个值，然后在main函数中，把这个值传递给stonetolb()函数，这个植被赋给sts之后，stonetolb()用return将14*sts返回给main()。

函数头中的int表明stonetolb()将返回一个整数。

除了int类型之外，C++的内置数据类型还有：unsigned long、long、unsigned int、unsigned short、short、char、unsigned char、signed char、bool、float、double、long double。

对于数据的输入和输出有几道练习题/showproblem.php?pid=1089至/showproblem.php?pid=1096二、算法基础1. 什么是算法算法是完成特定任务的有限指令集。

所有的算法必须满足下面的标准：a.输入。

由外部题共零个或多个输入量。

b. 输出。

至少产生一个输出量。

c. 明确性。

每条指令必须清楚，不具模糊性。

d. 有限性。

如果跟踪算法的指令，那么对于所有的情况，算法经过有限步以后终止。

e. 有效性。

每条指令必须非常基础，原则上使用笔和纸就可以实现例 选择排序void SelectionSort(Type a[], int n)//Sort the arrat a[1:n] into nondecreasing order. { for (int i=1; i<=n; i++) { int j=1; for (int k=i+1; k<=n; k++) if (a[k] < a[j]) j = k; Type t = a[i]; a[i] = a[j]; a[j] = t; } }使用该函数时，应将Type 替换为C++中的数据类型3．性能分析 程序P 所用时间定义为T(P), T(P)是编译时间和运行时间之和。

下面我们计算一下选择排序运行时所要花费的时间SelectionSort costtimesfor (int i=1; i<=n; i++) c 1 n {int j=1;c 2 nfor (int k=i+1; k<=n; k++)c 3)(1∑=-ni i nif (a[k] < a[j]) c 4)(1∑=-ni i nj = k; c 5 i t Type t = a[i]; a[i] = a[j]; a[j] = t;c 6 n}那么该算法运行的时间()n c t c i n c i n c n c n c n T i ni n i 65141321)()(++-+-++=∑∑==那么，在最坏的条件下，i t 的值应该是)(1∑=-ni i n所以，算法的运行时间为()25435434621)(21)212121(n c c c n c c c c c c n T +++---++=4．渐进符号定义： [大O ]函数))(()(n g O n f =，念做)(n f 是)(n g 的大”oh ”，当且仅当存在正常数c 和0n ，使得对于所有的)(0n n n ≥，有)()(n g c n f ⨯≤。

例 对于所有2≥n 有n n 423≤+，所以)(23n O n =+。

对于所有6≥n 有n n 1016100≤+，所以)(6100n O n =+对于所有100≥n 有22100161001000n n n ≤-+，所以)(6100100022n O n n =-+当然对于所有2≥n 有421024100n n n ≤++，所以)(241042n O n n =++定义： [Ω]函数))(()(n g n f Ω=，念做)(n f 是)(n g 的”omega ”，当且仅当存在正常数c 和0n ，使得对于所有的)(0n n n ≥，有)()(n g c n f ⨯≥。

例对于所有1≥n 有nn n 2262≥+⨯，所以)2(262nnn Ω=+⨯。

当然)(262n n nΩ=+⨯，但是)2()(nn Ω≠Ω。

现然无论是O 还是Ω，都不能精确的描述一个函数定义： [Θ]函数))(()(n g n f Θ=，念做)(n f 是)(n g 的”theta ”，当且仅当存在正常数21,c c 和0n ，使得对于所有的)(0n n n ≥，有)()()(21n g c n f n g c ≤≤。