【随時更新】AtCoderで使うC++テンプレートの解説

全体像

#include <bits/stdc++.h>
using namespace std;
using ll=long long;
using ull=unsigned long long;
#define pb push_back
#define rep(i,n) for (int i=0; i<(n); i++)
#define reps(i,n) for (int i=1; i<=(n); i++)
#define for_(i,a,b) for (int i=(a); i<(b); i++)
#define Yes(b) ((b)?"Yes":"No")
#define YES(b) ((b)?"YES":"NO")
template <typename T> inline bool chmin(T& a, const T& b) {bool compare = a > b; if (a > b) a = b; return compare;}
template <typename T> inline bool chmax(T& a, const T& b) {bool compare = a < b; if (a < b) a = b; return compare;}
template <typename T> T gcd(T a, T b) {if (b == 0)return a; else return gcd(b, a % b);}
template <typename T> inline T lcm(T a, T b) {return (a * b) / gcd(a, b);}
template <typename T> inline T ceil(T a,T b) {return (a+(b-1))/b;}
template <typename T> inline T floor(T a,T b) {return a/b;}

int main() {

}

1. using系 (エイリアス/using宣言など)

using宣言 using namespace std

c++を使った競プロでは std ライブラリは頻出。

using namespace std;

と記述しておけば、

std::vector<int> vec1; // using宣言前
vector<int> vec2;      // using宣言後

std::cout << "Hello" << std::endl; // using宣言前
cout << "Hello" << endl;           // using宣言後

と、かなり記述量を減らすことができる。

エイリアス系

競プロでは 10^18くらいの数字が出てくる。int型は 2.1*10^9 程度でオーバーフローしてしまうので、 long 型や long long 型が頻出。

using ll=long long;
using ull=unsigned long long;

と宣言しておけば、

long long N1; // 宣言前
ll N2;        // 宣言後

このようにかなり記述量を減らすことができる。

2. 定数マクロ

push_back の省略

#define pb push_back

c++頻出のvectorに要素を追加する関数であるpush_backを省略して書く。

vector<int> vec;
vec.push_back(1); // マクロ定義前
vec.pb(1);        // マクロを使うと短く書ける！

1. 関数マクロ

• #define マクロ名(マクロ引数) 置換テキスト で定義
• 置換テキストの変数は必ず () で囲む
  • e.g. x ではなく (x)

ループ系

#define rep(i,n) for (int i=0; i<(n); i++)
#define reps(i,n) for (int i=1; i<=(n); i++)
#define for_(i,a,b) for (int i=(a); i<(b); i++)

repは repeat(繰り返し)の意味。
頻出の for (int i=0; i<N; i++) に加え、競プロでよく使う for (int i=1; i<=N; i++) もrepsとして定義。

for (int i=1; i<=N; i++) cin >> A[i]; // 宣言前
reps(i,N) cin >> A[i]; // 宣言後

リバースしたループなどもマクロに組み込んでいる人をよく見るが、それほど頻出でないため通常通りforループで記述したほうが良いと思った。
今後変わるかも。

Yes/No系

競プロでは結果をYes/NoやYES/NOで出力する問題が多い。

#define Yes(b) ((b)?"Yes":"No")
#define YES(b) ((b)?"YES":"NO")

としておけば、

// before
if (result) cout << "Yes" << endl;
else cout << "No" << endl;

// after
cout << Yes(result) << endl;

かなり簡単に記述することができる。

3. インライン関数

chmin / chmax

template <typename T> inline bool chmin(T& a, const T& b) {bool c=a>b; if(a>b) a=b; return c;}
template <typename T> inline bool chmax(T& a, const T& b) {bool c=a<b; if(a<b) a=b; return c;}

頻出の「最大値/最小値をdpなどで求める問題」によく使う。

if (a<b) {
    a = b;
    // ...
}

if (chmin(a,b)) {
    // ...
}

gcd / lcm

最大公約数/最小公倍数を求める。

template <typename T> inline T gcd(T a,T b) {return (b==0)?a:gcd(b,a%b);}
template <typename T> inline T lcm(T a, T b) {return (a*b)/gcd(a,b);}

ceil / floor

床関数、天井関数とか言われる。
切り捨てや切り上げの処理を伴う割り算を計算する。

template <typename T> inline T ceil(T a,T b) {return (a+(b-1))/b;}
template <typename T> inline T floor(T a,T b) {return a/b;}

参考