คู่มือโอลิมปิกคอมพิวเตอร์

C++ Syntax#

บทนี้สรุปภาษา C++ เท่าที่ต้องใช้ในการแข่งขัน ถ้าเคยเขียนภาษาอื่นมาก่อน ให้สังเกตจุดที่ C++ ต่างออกไป เช่น ต้องประกาศชนิดตัวแปรและระวังค่าล้น (overflow)

เครื่องมือที่ใช้เขียน#

• เริ่มด้วย VS Code ¹ กับ extension Competitive Programming Helper (cph) ² ซึ่งช่วยรันโค้ดกับตัวอย่าง input/output ได้ในคลิกเดียว

• ต้องมี compiler เช่น g++ แล้ว compile ด้วยคำสั่ง g++ -std=c++17 -O2 -Wall a.cpp -o a (-Wall ช่วยเตือนข้อผิดพลาดที่พบบ่อย)

โค้ดเริ่มต้น#

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

int main() {
  ios::sync_with_stdio(false);
  cin.tie(nullptr);

  // เขียนโปรแกรมที่นี่
  return 0;
}

• #include <bits/stdc++.h> include ทุก library มาตรฐานในบรรทัดเดียว (ใช้ได้กับ g++ ซึ่ง grader ส่วนใหญ่ใช้)

• using namespace std; ทำให้เขียน cout แทน std::cout ได้

• สองบรรทัดแรกใน main ทำให้ cin/cout เร็วขึ้นมาก ควรใส่เสมอเมื่อ input ใหญ่ (แต่หลังจากนั้นห้ามใช้ scanf/printf ปนกับ cin/cout)

Comments#

Comment คือข้อความที่ compiler ไม่สนใจ ใช้อธิบายโค้ดให้คนอ่าน

// line comment: ตั้งแต่ // ถึงท้ายบรรทัด

/*
  block comment
  หลายบรรทัด
*/

ตัวแปรและชนิดข้อมูล#

ใน C++ ต้องประกาศ ชนิด (type) ของตัวแปรเสมอ ซึ่งกำหนดว่าเก็บค่าอะไรได้และใช้หน่วยความจำเท่าไร

Overflow#

ถ้าค่าเกินขอบเขตของชนิด ผลลัพธ์จะผิดโดย ไม่มี error เตือน นี่คือสาเหตุอันดับต้น ๆ ที่ทำให้เสียคะแนน

int a = 100000, b = 100000;
long long wrong = a * b;              // ผิด! a * b คำนวณเป็น int แล้วล้นก่อน
long long right = (long long)a * b;   // ถูก: 10000000000

กฎง่าย ๆ: ถ้าคำตอบหรือค่าระหว่างทางอาจเกิน 10^{9} ให้ใช้ long long

Input/Output#

ใช้ cin >> รับค่าและ cout << แสดงผล cin จะข้ามช่องว่างและขึ้นบรรทัดใหม่ให้อัตโนมัติ และแปลงข้อมูลตามชนิดของตัวแปร

int n;
string name;
cin >> n >> name;  // input: 5 alice
cout << name << " has " << n << " apples\n";  // alice has 5 apples

'\n' คือขึ้นบรรทัดใหม่ ควรใช้แทน endl เพราะ endl สั่งล้าง buffer ทุกครั้งจึงช้ากว่ามากเมื่อพิมพ์หลายบรรทัด

ชนิดของตัวแปรมีผลกับการรับค่า เช่น ถ้าพิมพ์ 5 ให้ตัวแปร char จะได้ตัวอักษร '5' ซึ่งมีรหัส ASCII เท่ากับ 53 ไม่ใช่เลข 5

char c;
cin >> c;               // input: 5
cout << (int)c << '\n'; // 53
cout << c - '0';        // 5 (แปลงตัวอักษรตัวเลขเป็นจำนวน)

การพิมพ์ทศนิยมให้กำหนดจำนวนตำแหน่งด้วย fixed และ setprecision

double x = 2.0 / 3;
cout << fixed << setprecision(3) << x;  // 0.667

Operators#

ระวัง: -7 % 3 ใน C++ ได้ -1 (ไม่ใช่ 2) ถ้าต้องการเศษที่ไม่ติดลบให้เขียน ((a % m) + m) % m

Control structures#

if / else#

if (x > 0) {
  cout << "positive";
} else if (x < 0) {
  cout << "negative";
} else {
  cout << "zero";
}

ระวังเขียน if (x = 0) (กำหนดค่า) แทน if (x == 0) (เปรียบเทียบ) ซึ่ง compile ผ่านแต่ทำงานผิด -Wall จะช่วยเตือน

for และ while#

for (int i = 0; i < 10; i++) {  // i = 0, 1, ..., 9
  cout << i << ' ';
}

int n = 37;
while (n > 0) {  // พิมพ์เลขฐานสองของ 37 จากหลักขวาไปซ้าย
  cout << n % 2;
  n /= 2;
}

ใช้ break เพื่อออกจาก loop ทันที และ continue เพื่อข้ามไปรอบถัดไป

Arrays#

Array เก็บข้อมูลชนิดเดียวกันหลายตัวต่อกัน เข้าถึงด้วย index ที่เริ่มจาก 0

int n;
int a[100005];  // ประกาศให้ใหญ่กว่า n สูงสุดเล็กน้อย

cin >> n;
for (int i = 0; i < n; i++) cin >> a[i];  // a[0], a[1], ..., a[n-1]

long long sum = 0;
for (int i = 0; i < n; i++) sum += a[i];
cout << sum;

• Array ขนาด n มี index 0 ถึง n - 1 การเข้าถึง a[n] หรือ index ติดลบเป็นข้อผิดพลาดที่อาจไม่ crash แต่ให้คำตอบผิด

• Array ขนาดใหญ่ (เกินประมาณ 10^{5} ตัว) ควรประกาศเป็น global คือนอก main เพราะตัวแปรใน function ใช้พื้นที่ stack ซึ่งมีจำกัด และ global array จะมีค่าเริ่มต้นเป็น 0 ให้อัตโนมัติ

Array หลายมิติ#

int grid[505][505];

int r, c;
cin >> r >> c;
for (int i = 0; i < r; i++)
  for (int j = 0; j < c; j++)
    cin >> grid[i][j];

Strings#

string เก็บข้อความและใช้งานคล้าย array ของ char

string s;
cin >> s;            // อ่านหนึ่งคำ (หยุดที่ช่องว่าง)
cout << s.size();    // ความยาว
cout << s[0];        // ตัวอักษรแรก
s += "!";            // ต่อข้อความ

string line;
getline(cin, line);  // อ่านทั้งบรรทัดรวมช่องว่าง

ถ้าใช้ getline หลัง cin >> ต้องอ่านทิ้งบรรทัดที่ค้างอยู่ก่อนด้วย cin.ignore()

Functions#

long long square(long long x) {
  return x * x;
}

int main() {
  cout << square(12);  // 144
}

รายละเอียดเรื่อง function, parameter และ scope อยู่ในบท Function

ข้อผิดพลาดที่พบบ่อย#

• ใช้ int กับค่าที่เกิน 2.1 \times 10^{9} (overflow)

• ลืมว่า 7 / 2 เป็น 3 เมื่อหารจำนวนเต็ม

• เข้าถึง array นอกขอบเขต โดยเฉพาะ a[n]

• ประกาศ array ใหญ่ไว้ใน main จน stack overflow

• ใช้ endl พิมพ์หลายแสนบรรทัดจนเกินเวลา

โจทย์ฝึกฝน (Practice Problems)#

ลองทำโจทย์เหล่านี้จาก CSES Problem Set เพื่อฝึกใช้ทักษะจากบทนี้ โดยเริ่มจากโจทย์ที่ง่ายที่สุดก่อน

• Weird Algorithm (ระวัง overflow)

• Missing Number

• Repetitions

• Increasing Array

โจทย์เพิ่มเติม: CSES Problem Set และ programming.in.th