01 · 输入输出与评测机制

把“题目 → 代码”这条最短链路打通：知道评测机在比什么，掌握 cin/cout 的结构与用法，并第一次建立“数据范围决定变量类型”的意识。

⭐ 已学范围入门预计 45 分钟cin/coutgetline整数范围评测机制

本节出现的新函数 / 新语法（先看懂再用）

cin（标准输入流） —— 最常用的读入方式，自动跳过空白、按类型解析
cout（标准输出流） —— 输出核心：会插入运算符链，用 \n 换行
ios::sync_with_stdio(false) 与 cin.tie(nullptr) —— 两行提速咒语，大数据必须写
getline（读入一整行） —— 读整行，含空格文本的必需品

先接受一个事实：评测机不理解你的程序，它只做一件事——把你输出的字节和标准答案的字节逐字比对。所以从第一天起，你写的每一行输出都要能回答一个问题：它会不会出现在标准答案里？

例题 · A+B Problem洛谷 P1001入门去洛谷做这题 ↗

输入两个整数 a、b（|a|,|b| ≤ 10⁹），输出它们的和。

输入： 2 3 输出： 5

这一节会出现 4 个必须彻底搞懂的东西。先把它们的“结构”拆开看清，后面所有代码都靠它们。

新函数拆解 · cin（标准输入流）

std::cin >> 变量1 >> 变量2 >> ...;

组成	含义 / 格式要求
`std::cin`	标准输入流对象，代表“键盘/文件”。程序中只有一个，直接拿来用。
`>>`	提取运算符：把输入里的下一个“词”取出来，放进右边变量。
`链式写法`	cin >> a >> b 等价于 (cin>>a)>>b，读第一个数给 a，读第二个给 b。
`跳过空白`	自动跳过空格、Tab、换行，所以数据分行写也能正确读入。
`类型自动匹配`	给 int 读整数，给 double 读小数，给 char 读一个非空白字符。

最小可运行示例

示例

#include <iostream>          // cin / cout 都在这个头文件
using namespace std;     // 展开 std 命名空间，之后可以直接写 cin

int main() {
    int a, b;
    cin >> a >> b;       // 一次读两个整数
    cout << a + b;
    return 0;
}

注意

读入类型必须和变量类型一致：给 int 变量输入“abc”，cin 会失败并让后续读入全部失效。

cin 不会检查你有没有读够。数据比预期少时，后面的变量保持原值（局部变量是随机值）。

新函数拆解 · cout（标准输出流）

std::cout << 内容1 << 内容2 << ...;

组成	含义 / 格式要求
`std::cout`	标准输出流对象，代表“屏幕/文件”。
`<<`	插入运算符：把右边的内容转成字符，送进输出流。
`'\n'`	换行符，一个字符，不刷新缓冲区，速度最快。
`endl`	换行 + 立刻刷新缓冲区。循环里大量用会慢 3~10 倍。
`格式控制`	cout << fixed << setprecision(2) 固定两位小数，需要 #include 。

最小可运行示例

示例

cout << a << " " << b << "\n";     // 输出 a、空格、b、换行
cout << "ans = " << ans << "\n";    // 文字和数字可以混着插
cout << fixed << setprecision(3) << 1.0 / 3;   // 0.333

注意

cout 不需要写格式符（不像 printf 要 %d、%lf），类型对就行。

循环十万次以上时，用 '\n' 而不是 endl。

新函数拆解 · ios::sync_with_stdio(false) 与 cin.tie(nullptr)

ios::sync_with_stdio(false); cin.tie(nullptr);

组成	含义 / 格式要求
`sync_with_stdio(false)`	关闭 C 流（scanf/printf）与 C++ 流（cin/cout）的同步。关掉后 cin 快 3~5 倍。副作用：此后不能再混用 scanf 和 cin。
`cin.tie(nullptr)`	解除 cin 对 cout 的绑定。默认每次 cin 前会先刷新 cout，解除后少一次刷新，更快。
`放在哪`	必须写在 main 开头、任何输入输出之前，写一次就够。

最小可运行示例

示例

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

    int n; cin >> n;              // 读 10^6 个数也不会慢
    for (int i = 0; i < n; ++i) { int x; cin >> x; }
    return 0;
}

注意

只有输入量很大（≥ 10⁵ 个数）时才明显有用，但养成习惯没坏处。

关同步后不要再用 scanf/printf，否则读写顺序会乱。

新函数拆解 · getline（读入一整行）

std::getline(std::cin, s);

组成	含义 / 格式要求
`std::cin`	从哪个流读。
`s`	string 变量，读到的整行内容存这里（不含结尾的换行符）。
`读到哪里停`	读到 '\n' 为止，并且把 '\n' 从流里取走丢掉。
`常见搭配`	当输入含空格时必须用它；cin >> 只会读到一个“词”。

最小可运行示例

示例

string line;
getline(cin, line);              // "hello world" 整行读进来

int n; cin >> n;
cin.ignore();                    // ★ 先吃掉 n 后面残留的换行
getline(cin, line);              // 否则这里读到的是空串

注意

cin >> n 之后直接 getline，会读到空串——因为换行还留在缓冲区里。

解决办法：中间插一句 cin.ignore()。

例题怎么想：把题目翻译成 3 行代码

题目要做的事只有一件：读两个数，加起来，输出。

所以代码必然是三段：声明变量 → 读入 → 计算并输出。先把这三段写出来，再考虑细节。

完整代码

#include <iostream>
using namespace std;

int main() {
    int a, b;              // ① 声明：两个整数变量，初始是随机值
    cin >> a >> b;         // ② 读入：按顺序把前两个数放进 a、b
    cout << a + b << "\n"; // ③ 计算并输出，末尾换行
    return 0;
}

逐行拆解

代码片段	含义与理由
`#include <iostream>`	引入输入输出库。没有它，cin/cout 都不存在，编译报错。
`using namespace std;`	把 std 命名空间展开，于是能写 cin 而不是 std::cin。竞赛里人人这么写。
`int main()`	程序入口。评测系统从这里开始执行，return 的值表示是否正常结束。
`int a, b;`	两个 32 位整数。范围 ±2.1×10⁹，本题 \|a\|,\|b\| ≤ 10⁹ 够用。
`cin >> a >> b;`	先读第一个数给 a，再读第二个数给 b。空格、换行都会被自动跳过。
`cout << a + b << "\n";`	先算 a+b，再把结果转成字符串插入输出流，最后换行。
`return 0;`	告诉评测系统“正常结束”。不写多数编译器也会补，但建议写。

这一节最容易犯的 4 个错

输出提示语。写 cout << "请输入两个数：" 会直接 WA——因为这句话会被当成答案的一部分。

用 int 存超出范围的结果。本题 a+b 最大 2×10⁹，刚好卡在 int 上限（2.147×10⁹）附近；题目若改成 10¹⁸ 就必须用 long long。

忘记换行。多数题对行末换行不敏感，但有些题严格比对，养成加 "\n" 的习惯。

多打空格。行末多一个空格，严格评测（如 NOIP）会判 WA。

自己动手复现

把上面的完整代码不看页面敲一遍，提交到 P1001。

然后把输入改成 1000000000 1000000000，看输出是否为 2000000000。

如果输出是负数，说明你把变量改成了 short —— 亲手体验一次溢出。

数学补给 · 为什么 int 的上限是 2.1×10⁹

int 占 4 字节 = 32 位。其中 1 位是符号位，剩下 31 位表示大小。

最大值 = 2³¹ − 1 = 2147483647 ≈ 2.14×10⁹。最小值 = −2³¹ = −2147483648。

类型	字节	范围	十进制位数
int	4	±2.14×10⁹	10 位
long long	8	±9.22×10¹⁸	19 位
unsigned long long	8	0 ~ 1.84×10¹⁹	20 位

记住“19”这个数：long long 最多表示 19 位十进制整数。超过 19 位就必须用高精度（字符串/数组模拟）。

推论：只要题目里出现“求和”“相乘”，先用草稿纸估一下最坏情况是多少，超过 2×10⁹ 立刻换 long long。

举一反三 · 想清楚这些再往下走

如果题目要求“先输出 a，再输出 b，中间用逗号分隔、行末不要空格”，cout 那句该怎么写？试着只改一行。
把 int 换成 double 读入 1 2，输出会变成什么样？为什么会多出小数？
如果输入是“10 个数，每行一个”，用 cin >> x 循环 10 次能正确读入吗？为什么？
为什么 endl 会比 "\n" 慢？慢在哪一步？
评测机是怎么比较你的输出和标准答案的？它会不会忽略多余空格？

自测：能全部回答再进下一节

能不看资料写出“读两个数、输出和”的完整程序。
知道 cin 与 getline 的区别，以及什么时候必须加 cin.ignore()。
能说出 int 与 long long 的位数上限，并判断一道题该用哪个。
知道为什么不能输出任何提示语。

挑战题 · 小鱼的游泳时间

洛谷 P1425入门去洛谷做这题 ↗

小鱼从 a 时 b 分游到 c 时 d 分，中间没有休息。求它一共游了多少小时多少分钟。

输入一行 4 个整数 a、b、c、d（0 ≤ a,c ≤ 24，0 ≤ b,d ≤ 59），保证结束时刻晚于开始时刻。

输出一行两个整数，表示共游的小时数和分钟数。

引导性提示（先只看这里）

不要“小时减小时、分钟减分钟”，那样会遇到分钟不够减的情况。

把所有时间先统一换成“从 0 点开始算的第几分钟”，相减后再拆回小时和分钟。

拆法：总分钟 ÷ 60 得到小时，总分钟 % 60 得到分钟。

想看思路了？点开完整思路

开始时刻 = a × 60 + b（分钟）。结束时刻 = c × 60 + d。

总时长 = 结束 − 开始。

输出总时长 / 60 和总时长 % 60。

为什么这样一定对：分钟制是一个“统一单位”，换算后相减等价于时间差，不受进位影响。

还是不会？点开题解代码与拆解

参考代码

#include <iostream>
using namespace std;

int main() {
    int a, b, c, d;
    cin >> a >> b >> c >> d;

    int start = a * 60 + b;      // 开始时刻换算成分钟
    int end   = c * 60 + d;      // 结束时刻换算成分钟
    int span  = end - start;     // 总时长（分钟）

    cout << span / 60 << " " << span % 60 << "\n";
    return 0;
}

关键片段拆解

片段	作用
`a * 60 + b`	把“a 时 b 分”压成一个整数。这一步把二维的时间变成一维的数，后面就能直接相减。
`end - start`	统一单位后相减一定正确，不用管分钟借位。
`span / 60`	整数除法，向下取整，正好是完整的小时数。
`span % 60`	余数就是不足一小时的分钟数。
`<< " " <<`	两个数之间用一个空格隔开，行末只换行不加空格。

这题最容易错的地方

图省事写成 d - b 和 c - a，遇到 “1 50 → 2 20” 这种分钟不够减的情况就错。
用 %02d 输出前导零——题目没要求，输出 01 会 WA。
忘了最后换行。