目录一、核心容器1. 序列式容器(1) vector动态数组(2) string字符串2. 关联式容器(1) map/unordered_map键值对(2) set/unordered_set集合3. 容器适配器专用场景(1) stack栈(2) queue队列(3) priority_queue优先队列 / 堆二、核心算法 头文件三、常用工具1. pair二元组2. bitset位集一、核心容器1. 序列式容器(1) vector动态数组竞赛中最常用的容器替代普通数组支持动态扩容随机访问效率高。#include vector #include algorithm using namespace std; int main() { // 1. 初始化 vectorint v1; // 空向量 vectorint v2(5, 0); // 5个元素初始值0 vectorint v3 {1, 3, 2, 5, 4}; // 直接初始化 // 2. 核心操作竞赛高频 v1.push_back(6); // 尾部添加元素O(1) 均摊 v1.pop_back(); // 尾部删除元素O(1) v1.size(); // 获取元素个数 v1.empty(); // 判断是否为空 v1.clear(); // 清空 // 3. 排序结合算法 sort(v3.begin(), v3.end()); // 升序排序默认 sort(v3.begin(), v3.end(), greaterint()); // 降序排序 // 4. 查找有序vector可用 if (binary_search(v3.begin(), v3.end(), 3)) { // 二分查找元素是否存在O(logn) } // 5. 遍历三种方式 for (int i 0; i v3.size(); i) {} // 下标遍历 for (auto x : v3) {} // 范围for推荐 for (auto it v3.begin(); it ! v3.end(); it) {} // 迭代器 return 0; }竞赛场景存储输入数据、临时结果、图的邻接表等。(2) string字符串替代 char 数组内置大量字符串操作避免手动处理内存。#include string using namespace std; int main() { string s1 abcde; string s2 123; // 核心操作 s1 s2; // 拼接abcde123 s1.length(); // 长度等价于size() s1.substr(1, 3); // 子串从索引1开始长度3 → bcd s1.find(cd); // 查找子串位置返回索引找不到返回string::npos s1.erase(2, 1); // 删除从索引2开始长度1 → abde123 reverse(s1.begin(), s1.end()); // 反转字符串 // 字符访问 char c s1[0]; // 下标访问O(1) return 0; }竞赛场景字符串处理题反转、匹配、拼接、子串。2. 关联式容器(1) map/unordered_map键值对map红黑树实现键有序查找 / 插入 O (logn)unordered_map哈希表实现键无序平均查找 / 插入 O (1)竞赛优先用。#include map #include unordered_map using namespace std; int main() { unordered_mapstring, int mp; // 核心操作 mp[apple] 5; // 插入键值对 mp.insert({banana, 3}); // 另一种插入方式 // 查找键是否存在竞赛核心 if (mp.find(apple) ! mp.end()) { // 方式1find int val mp[apple]; // 获取值 } // C20 可用 mp.contains(apple) // 遍历 for (auto p : mp) { // p.first 是键p.second 是值 } mp.erase(banana); // 删除指定键 mp.clear(); // 清空 return 0; }竞赛场景统计元素出现次数、哈希映射如字符串→数字、节点→权值。(2) set/unordered_set集合set有序无重复红黑树实现unordered_set无序无重复哈希表实现竞赛优先。#include unordered_set using namespace std; int main() { unordered_setint st; st.insert(1); // 插入自动去重 st.insert(2); st.insert(1); // 重复插入无效 // 查找元素 if (st.count(2)) { // count返回0/1判断是否存在推荐 // 元素存在 } st.erase(1); // 删除元素 return 0; }竞赛场景去重、快速判断元素是否存在如判断某个数是否在集合中。3. 容器适配器专用场景(1) stack栈后进先出LIFO核心操作push/pop/top。#include stack using namespace std; int main() { stackint stk; stk.push(1); // 入栈 stk.push(2); stk.top(); // 获取栈顶元素2 stk.pop(); // 出栈无返回值 stk.empty(); // 判断是否为空 return 0; }竞赛场景括号匹配、DFS 非递归实现、单调栈求 Next Greater Element。(2) queue队列先进先出FIFO核心操作push/pop/front/back。#include queue using namespace std; int main() { queueint q; q.push(1); // 入队 q.push(2); q.front(); // 队首1 q.back(); // 队尾2 q.pop(); // 出队无返回值 return 0; }(3) priority_queue优先队列 / 堆默认大顶堆可改为小顶堆核心操作push/pop/top。#include queue using namespace std; int main() { // 大顶堆默认堆顶是最大值 priority_queueint max_heap; max_heap.push(3); max_heap.push(1); max_heap.top(); // 3 // 小顶堆堆顶是最小值竞赛高频 priority_queueint, vectorint, greaterint min_heap; min_heap.push(3); min_heap.push(1); min_heap.top(); // 1 max_heap.pop(); // 弹出堆顶 return 0; }竞赛场景堆排序、TopK 问题如找前 k 大 / 小元素、贪心算法。二、核心算法algorithm 头文件竞赛中无需手动实现基础算法直接调用 STL 算法以下是高频用法算法函数功能时间复杂度适用场景sort排序O(nlogn)所有序列式容器vector/stringreverse反转序列O(n)字符串 / 数组反转binary_search二分查找有序序列O(logn)判断元素是否存在lower_bound/upper_bound有序序列找下界 / 上界O(logn)找第一个≥x / 第一个 x 的位置max/min找两个数的最大 / 最小值O(1)快速比较max_element/min_element找序列最大 / 最小值O(n)找数组 /vector 的最值swap交换两个变量的值O(1)数据交换示例lower_bound/upper_bound#include vector #include algorithm using namespace std; int main() { vectorint v {1, 2, 3, 3, 4, 5}; // 必须先排序 // lower_bound第一个≥3的位置 → 索引2 auto it1 lower_bound(v.begin(), v.end(), 3); // upper_bound第一个3的位置 → 索引4 auto it2 upper_bound(v.begin(), v.end(), 3); // 统计3的个数it2 - it1 → 2 return 0; }三、常用工具1. pair二元组存储一对值无需手动定义结构体竞赛中常用作返回值、临时存储。#include utility using namespace std; int main() { pairint, string p1 {1, apple}; pairint, int p2 make_pair(2, 3); // 另一种初始化 // 访问 int a p1.first; // 1 string s p1.second; // apple // 排序默认先比first再比second vectorpairint, int vp {{3, 2}, {1, 5}, {3, 1}}; sort(vp.begin(), vp.end()); // 结果(1,5), (3,1), (3,2) return 0; }竞赛场景存储坐标x,y、带权值的元素值权等。2. bitset位集高效处理二进制位操作节省空间1 位占 1bit而非 1 字节。#include bitset using namespace std; int main() { bitset8 bs; // 8位的位集初始全0 bs.set(2); // 第2位设为100000100 bs.reset(2); // 第2位设为0 bs.flip(); // 所有位取反 bool b bs.test(3); // 判断第3位是否为1 return 0; }竞赛场景状态压缩、位运算优化如状压 DP。