ACM模式输入输出攻略 | C++篇
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
or
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 10 202）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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