ACM模式输入输出攻略 | C++篇

Love The Way You Lie 2023-09-24 21:02 65阅读 0赞

### 文章目录 ###

*  ACM模式输入输出攻略 | C++篇
 *   *  1.核心代码模式与ACM模式
     *  2.C++常用的输入输出方法
     *   *  2.1 输入
         *   *  （1）cin
             *  （2）getline()
             *  （3）getchar()
         *  2.2 输出
     *  3.案例
     *   *  （1）一维数组
         *   *  1.固定数目
             *   *  输入格式：
                 *  解析：
                 *  答案：
             *  2.不固定数目
             *   *  输入格式：
                 *  解析：
                 *  答案：
         *  （2）二维数组
         *   *  1.常规模式
             *   *  输入格式：
                 *  解析：
                 *  答案：
             *  2.每一行数据是逗号隔开的整数
             *   *  输入格式：
                 *  解析：
                 *  答案：
         *  （3）字符串
         *   *  1.单字符串
             *   *  输入格式：
                 *  解析：
                 *  答案：
             *  2.给定数目多字符串
             *   *  输入格式：
                 *  解析：
                 *  答案：
             *  3.不给定数目多字符串
             *   *  输入格式：
                 *  解析：
                 *  答案：
             *  4.字符串转整数数组
             *   *  输入格式：
                 *  解析：
                 *  答案：
     *  4.ACM模式练习平台
     *  5.常见数据结构定义
     *   *  1.链表
         *  2.二叉树

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# ACM模式输入输出攻略 | C++篇 #

大家好，这里是小黛~

三月开始，就会陆续开启各大公司暑期实习的笔试和面试，而笔试中，ACM模式是必须要去**熟练掌握**的，今天就来针对ACM模式进行详细介绍。

这个系列首先以C++为例，进行ACM模式的讲解，后续会补齐JAVA、GO、JS等常用语言的输入输出案例。

> 本文主要介绍五个方面：
> 
> 第一是介绍**核心代码模式**和**ACM模式**，以及笔试面试的常见场景。
> 
> 第二是介绍\*\*C++\*\*中常用的输入输出函数
> 
> 第三是以笔试面试中常见的输入为例，进行**代码层面**的**案例介绍**。
> 
> 第四是给出一些练习ACM模式的**平台**。
> 
> 第五是把常见的**数据结构定义**，输入和输出展示出来，主要是链表和二叉树。

## 1.核心代码模式与ACM模式 ##

当我们刷算法题的时候，比如力扣、牛客这些网站，很多的题目只需要我们写出函数体（**核心代码**），平台就可以自动帮助我们补齐输入输出，进行调试，但，在笔试和面试中，往往需要自己写出可以运行的完整代码（**ACM模式**），这个时候，需要我们去了解一下自己所使用的语言下的输入输出如何去设计。

**首先给出几个注意事项：**

1.笔试平台用的比较多的，比如牛客，**赛码**，可以提前去熟悉熟悉上面的操作。

2.有些笔试，需要自己**写输入输出**，有些，则不需要，但我们必须要把输入输出搞懂，这样就不怕是什么类型的笔试了，而且输入输出本身是不难的，学习一下就可以完全掌握。最好不要出现，算法题的核心思路会写，卡在了输入输出上，这样就很难受了。

3.有些笔试，还会让大伙自己**设计测试用例**，这个平时练习的时候也可以注意一下，主要核心的思想就是测试用例设计的几个原则。

4.不仅仅是笔试，有些**面试**，也会要求你写**输入输出**和**测试用例**。

**面试手撕代码的几种形式：**

**1.平台类**

去面试官给定的平台上去面试，上面可以编写代码，调试和运行，这些平台有的写好了函数框架，有的是白板，需要自己写全部内容

**2.自己的IDE**

面试官要求候选人打开自己的ide，并共享桌面进行编写，这种肯定是要自己写全输入输出了

**3.要求补齐测试用例**

有些面试官，比如微软的面试官，可能会让你写完代码后，自己设计尽可能全面的测试用例，对你编写的代码进行测试。

## 2.C++常用的输入输出方法 ##

C++的输入输出有很多种方式，既有继承自C语言的，也有其自己独特的。这里呢，不会把全部输入输出函数进行罗列，只会介绍几个在笔试面试中经常被用到的，我认为，**掌握这几个足够了**，如果有余力，可以去**官方文档**查看更多关于输入输出的函数进行深度学习。

### 2.1 输入 ###

首先，在C++语言中，要使用标准的输入，需要包含头文件`<iostream>`

#### （1）cin ####

cin是C++中， 标准的输入流对象，下面列出cin的两个用法，**单独读入**，和**批量读入**

cin的原理，简单来讲，是有一个缓冲区，我们键盘输入的数据，会先存到缓冲区中，用cin可以从缓冲区中读取数据。

> 注意1：cin可以连续从键盘读入数据
> 
> 注意2：cin以空格、tab、换行符作为分隔符
> 
> 注意3：cin从第一个非空格字符开始读取，直到遇到分隔符结束读取

示例：

// 用法1，读入单数据
    int num;
    cin >> num;
    cout << num << endl;  // 输出读入的整数num
    
    // 用法2，批量读入多个数据
    vector<int> nums(5);
    for(int i = 0; i < nums.size(); i++) {
    	cin >> nums[i];
    }
    // 输出读入的数组
    for(int i = 0; i < nums.size(); i++) {
    	cout << nums[i] << " ";
    }

#### （2）getline() ####

从cin的注意中，也可以看出，当我们要求读取的字符串中间存在空格的时候，cin会读取不全整个字符串，这个时候，可以采用getline()函数来解决。

> 注意1：使用getline()函数的时候，需要包含头文件`<string>`
> 
> 注意2：getline()函数会读取一行，读取的字符串包括空格，遇到换行符结束

示例：

string s;
    getline(cin, s);
    // 输出读入的字符串
    cout << s << endl;

#### （3）getchar() ####

该函数会从缓存区中读出一个字符，经常被用于判断是否换行

示例：

char ch;
    ch = getchar();
    // 输出读入的字符
    cout << ch << endl;

### 2.2 输出 ###

同样的，在C++语言中，要使用标准的输出，也需要包含头文件`<iostream>`

输出这边，主要介绍一个函数，就是用的最多的`cout`，需要注意的是，如果输出`endl`对象的时候，会输出一个换行符，类似`\n`。

示例：

string s = "hello, Irray~";
    // 看看二者有何不同
    cout << "hello, Irray~";
    cout << s << endl;

当然，C++中的输入输出函数不止这几个，其他的输入函数包括`scanf()`，`cin.get()`等等方式，输出函数也有`printf()`，`clog`，`cerr`等方式，要根据**具体的使用场景**，选择具体的输入输出函数。

但，接下来的案例中，掌握上述三个方法是足够的。不想介绍太多，也是因为，记忆太多方法，容易记混，不如用**最简洁的方式**实现全部问题。

## 3.案例 ##

### （1）一维数组 ###

此类输入，每个元素为一个int或者char，有两类常见的案例：

#### 1.固定数目 ####

##### 输入格式： #####

3
    1 2 3

3 1 2 3

##### 解析： #####

对于第一组，第一行的3为整数的个数，第二行为三个用空格隔开的整数，因此可以采用`cin`来进行读取

对于第二组，第一行的3为整数的个数，空格后面的数据为三个用空格隔开的整数，因此可以采用`cin`来进行读取

此类问题，可以先创建一个`vector<int>`，大小设置为给定值，然后通过`for`循环来循环输入

##### 答案： #####

int n;
    cin >> n; // 读入3，说明数组的大小是3
    vector<int> nums(n); // 创建大小为3的vector<int>
    for(int i = 0; i < n; i++) {
    	cin >> nums[i];
    }
    
    // 验证是否读入成功
    for(int i = 0; i < nums.size(); i++) {
    	cout << nums[i] << " ";
    }
    cout << endl;

#### 2.不固定数目 ####

##### 输入格式： #####

1 2 3 4

##### 解析： #####

输入的数据为四个用空格间隔的整数，没有指定整数个数，因此可以用`while`循环结合`cin`来处理该问题。

##### 答案： #####

vector<int> nums;
    int num;
    while(cin >> num) {
    	nums.push_back(num);
    	// 读到换行符，终止循环
    	if(getchar() == '\n') {
    		break;
    	}
    }
    
    // 验证是否读入成功
    for(int i = 0; i < nums.size(); i++) {
    	cout << nums[i] << " ";
    }
    cout << endl;

### （2）二维数组 ###

除了一维数组这种最基础的输入外，还会考察二维数组的输入，尤其是在dfs、dp类型的题目中。

二维数组主要有两种方式：

#### 1.常规模式 ####

##### 输入格式： #####

2 3
    1 2 3
    1 2 3

##### 解析： #####

第一行的2，代表数据为2行，3代表数据为3列，因此根据第一行，可以得出，所输入数据为2行3列的二维数组。接下来的6个数字，就是按照空格和换行符分隔开的2x3二维数组，因此用`for`循环和`cin`即可处理

##### 答案： #####

int m; // 接收行数
    int n; // 接收列数
    
    cin >> m >> n;
    
    vector<vector<int>> matrix(m, vector<int>(n));
    
    for(int i = 0; i < m; i++) {
    	for(int j = 0; j < n; j++) {
    		cin >> matrix[i][j];
    	}
    }
    
    // 验证是否读入成功
    for(int i = 0; i < m; i++) {
    	for(int j = 0; j < n; j++) {
    		cout << matrix[i][j] << " ";
    	}
    	cout << endl;
    }

#### 2.每一行数据是逗号隔开的整数 ####

##### 输入格式： #####

2 3
    1,2,3
    1,2,3

##### 解析： #####

第一行的2，代表数据为2行，3代表数据为3列，因此根据第一行，可以得出，所输入数据为2行3列的二维数组。接下来的2行，分别是一个字符串，字符串中用逗号隔开每个整数。这里采用读入字符串的方式，并将读入的字符串进行按逗号分开。

##### 答案： #####

int m; // 接收行数
    int n; // 接收列数
    
    cin >> m >> n;
    
    vector<vector<int>> matrix(m);
    
    for(int i = 0; i < m; i++) {
        // 读入字符串
    	string s;
    	getline(cin, s);
    	
    	// 将读入的字符串按照逗号分隔为vector<int>
    	vector<int> vec;
    	int p = 0;
    	for(int q = 0; q < s.size(); q++) {
    		p = q;
    		while(s[p] != ',' && p < s.size()) {
    			p++;
    		}
    		string tmp = s.substr(q, p - q);
    		vec.push_back(stoi(tmp));
    		q = p;
    	}
    	
    	//写入matrix
    	matrix[i] = vec;
    	vec.clear();
    }
    
    // 验证是否读入成功
    for(int i = 0; i < matrix.size(); i++) {
    	for(int j = 0; j < matrix[i].size(); j++) {
    		cout << matrix[i][j] << " ";
    	}
    	cout << endl;
    }

### （3）字符串 ###

#### 1.单字符串 ####

##### 输入格式： #####

abc

##### 解析： #####

用`cin`读入即可

##### 答案： #####

string s;
    cin >> s;
    
    // 验证是否读入成功
    cout << s << endl;

#### 2.给定数目多字符串 ####

##### 输入格式： #####

3 abc ab a

##### 解析： #####

第一行的3，代表有3个字符串，后续为用空格隔开的3个字符串，采用`for`循环和`cin`读入即可

##### 答案： #####

int n;
    cin >> n; // 读入3，说明字符串数组的大小是3
    vector<string> strings(n); // 创建大小为3的vector<string>
    for(int i = 0; i < n; i++) {
    	cin >> strings[i];
    }
    
    // 验证是否读入成功
    for(int i = 0; i < strings.size(); i++) {
    	cout << strings[i] << " ";
    }
    cout << endl;

#### 3.不给定数目多字符串 ####

##### 输入格式： #####

abc ab a d

##### 解析： #####

输入为用空格隔开的若干个字符串。

##### 答案： #####

vector<string> strings;
    string str;
    while(cin >> str) {
    	strings.push_back(str);
    	// 读到换行符，终止循环
    	if(getchar() == '\n') {
    		break;
    	}
    }
    
    // 验证是否读入成功
    for(int i = 0; i < strings.size(); i++) {
    	cout << strings[i] << " ";
    }
    cout << endl;

#### 4.字符串转整数数组 ####

##### 输入格式： #####

11,22,3,4

##### 解析： #####

输入为一个完整字符串，字符串内容是按照逗号隔开的一个数组，可以先读入完成字符串，然后根据逗号进行分隔

##### 答案： #####

vector<int> vec;
    
    // 读入字符串
    string s;
    getline(cin, s);
    
    // 将读入的字符串按照逗号分隔为vector<int>
    	int p = 0;
    	for(int q = 0; q < s.size(); q++) {
    		p = q;
    		while(s[p] != ',' && p < s.size()) {
    			p++;
    		}
    		string tmp = s.substr(q, p - q);
    		vec.push_back(stoi(tmp));
    		q = p;
    	}
    
    // 验证是否读入成功
    for(int i = 0; i < vec.size(); i++) {
    	cout << vec[i] << " ";
    }
    cout << endl;

## 4.ACM模式练习平台 ##

除了在笔试中实战之外，也可以在牛客平台进行练习：https://ac.nowcoder.com/acm/contest/5652

同时，牛客上也有很多专门的ACM模式算法题。

这里给出一个案例：

> 题目来源：https://ac.nowcoder.com/acm/contest/5652/A
> 
> \*\*输入：\*\*输入包括两个正整数a,b(1 <= a, b <= 1000),输入数据包括多组。
> 
> \*\*输出：\*\*输出a+b的结果
> 
> **示例：**
> 
> 1）输入
> 
>     1 5
>     10 20
> 
> 2）输出
> 
>     6
>     30

**解答：**

因为比较简单，就直接给出代码了。

#include <iostream>
    using namespace std;
    
    int main() {
        int a;
        int b;
        while(cin >> a >> b) {
            cout << a + b << endl;
        }
        
        return 0;
    }

## 5.常见数据结构定义 ##

在ACM模式中，链表、二叉树这些数据结构的定义也需要自己去定义，接下来就给出二者的定义、输入和输出。

这里就直接给出代码了，想必大伙对数据结构都是了如指掌的。

### 1.链表 ###

#include <iostream>
    using namespace std;
    
    // 链表定义，并给出两个有参构造函数
    struct ListNode
    {
        int val;
        ListNode* next;
        ListNode(int _val):val(_val),next(nullptr){}
        ListNode(int _val,ListNode* _next):val(_val),next(_next){}
    };
    
    int main()
    {
    
    	// 根据控制台的输入，创建一条单链表
        ListNode* LHead = new ListNode(-1);
        ListNode* pre = LHead;
        ListNode* cur = nullptr;
        
        int num;
        while(cin >> num)
        {
        	// 为了简单起见，设置为-1退出，后续可优化，这里只是给出一个例子
            if(num == -1) break;
            cur = new ListNode(num);
            pre->next = cur;
            pre = cur;
        }
        
        cur = LHead->next;
        
        // 输出单链表的value
        while(cur)
        {
            cout << cur->val << " ";
            cur = cur->next;
        }
        
        cout << endl;
        
        return 0;
    }

### 2.二叉树 ###

#include <iostream>
    #include <vector>
    #include <queue>
    
    using namespace std;
    
    //定义树节点
    struct TreeNode
    {
        int val;
        TreeNode* left;
        TreeNode* right;
        TreeNode():val(0),left(nullptr),right(nullptr){}
        TreeNode(int _val):val(_val),left(nullptr),right(nullptr){}
        TreeNode(int _val,TreeNode* _left,TreeNode* _right):val(0),left(_left),right(_right){}
    };
    
    //根据数组生成树
    TreeNode* buildTree(const vector<int>& v)
    {
        vector<TreeNode*> vTree(v.size(),nullptr);
        TreeNode* root = nullptr;
        for(int i = 0; i < v.size(); i++)
        {
            TreeNode* node = nullptr;
            if(v[i] != -1)
            {
                node = new TreeNode(v[i]);
            }
            vTree[i] = node;
        }
        root = vTree[0];
        for(int i = 0; 2 * i + 2 < v.size(); i++)
        {
            if(vTree[i] != nullptr)
            {
                vTree[i]->left = vTree[2 * i + 1];
                vTree[i]->right = vTree[2 * i + 2];
            }
        }
        return root;
    }
    
    //根据二叉树根节点层序遍历并打印
    void printBinaryTree(TreeNode* root)
    {
        if(root == nullptr) return;
        vector<vector<int>> ans;
        queue<TreeNode*> q;
        q.push(root);
        while(!q.empty())
        {
            int size = q.size();
            vector<int> path;
            for(int i = 0;i<size;i++)
            {
                TreeNode* node = q.front();
                q.pop();
                if(node == nullptr)
                {
                    path.push_back(-1);
                }
                else
                {
                    path.push_back(node->val);
                    q.push(node->left);
                    q.push(node->right);
                }
            }
            ans.push_back(path);
        }
        
        for(int i = 0;i<ans.size();i++)
        {
            for(int j = 0;j<ans[i].size();j++)
            {
                cout << ans[i][j] << " ";
            }
            cout << endl;
        }
        return;
    }
    
    int main()
    {
    	// 验证
        vector<int> v = {4,1,6,0,2,5,7,-1,-1,-1,3,-1,-1,-1,8};
        TreeNode* root = buildTree(v);
        printBinaryTree(root);
        
        return 0;
    }

欸嘿嘿，终于写完了！！！

本文内容干货非常非常多，从笔试面试环境的要点，到C++输入输出的具体函数，再到几乎覆盖全部情况的ACM模式写法，最后也给出了链表和二叉树的定义和输入输出。

全文代码都在本地IDE跑过，也都是本人今天亲手敲出来的，觉得有收获的可以点赞一波。

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