STL 教程

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STL教程概述

也许你在解决 TopCoder 上的问题时已经用过 C++，可能你会发现别人在实现算法的时候，代码很简洁干练。又或许你是一个初级 C++ 程序员，那么你就更应该好好读一下这篇stl教程了。在本教程中，我会逐步向你介绍 C++ STL（Standard Template Library）的强大特性，这样你在各种 OJ 上挑战的时候或者在工作中，在算法实现上能节省很多时间。

1. stl教程之Containers

要学好 STL，首先要从 Containers 开始。当你要处理一系列的元素的时候，必然离不开某种特定的 container，在原生的 C 语言中，只有一种 container ——数组（array）。但是 array 只有基本的功能，而我们往往需要功能很强大的 container。比如以下功能：

1）往 container 中添加 string；

2）删除 container 中的 string；

3）查询 container 中是否有一个 string；

4）返回 container 中不同元素的个数；

5）遍历整个 container 获取里面的所有 string 列表。

当然你可以利用 array 自己来实现所有这些功能，但是这就要你花很多时间处理很多繁琐的细节。所以还是明智点，直接用 STL 吧。

在使用 STL 时，要先 #include 适当的头文件。例如你要用 stack，那么就应该在程序开头加上这句：

#include <stack>

STL 的各 Container 以及 algorithms 并定义在命令空间“std”中，并不是定义在全局的命名空间中，所以在 include 对应头文件后，还得加上这句：

using namespace std;

还有一点要注意的是，container 的类型都是模板参数类型，模板参数放在 <>（尖括号中），如定义int类型的 vector，如下：

vector<int> v1;

在定义嵌套的 container 的时候，尖括号间要加上适当的空格：

vector< vector<int> > v1; // 正确的定义方式
vector<vector<int>> v2; // 错误的定义方式，编译器会把 >> 和输出操作的 >> 混淆

2. stl教程之Vector

STL 中最简单的 container 是 vector，vector 只是简单的扩展了一下 array 的功能，它也是唯一个能向后兼容 C 标准的 container，因为它本身就是 array，只是多了一些特性而已。

vector<int> v(10);
for(int i = 0; i < 10; i++) {
v[i] = (i+1)*(i+1);
}
for(int i = 9; i > 0; i--) {
v[i] -= v[i-1];
}

vector<int> v;

在定义 v 的时候，就创建了一个空的 vector。

注意下面这行代码：

vector<int> v[10];

在这里，v 是一个长度为 10 的数组，每个数组元素是一个 vector，而不是 int。但是我们的本意是要定义一个 vector，其长度为 10，即存放 10 个整数的一个 vector。我们应该这样做

vector<int> v(10);

要用圆括号，而不是方括号。

要知道vector的长度，我们可以调用size函数：

int elements_count = v.size();

关于size函数，我们要注意两点：（1）size() 返回的是无符号整型，但是有时我们可能会定义一些宏，如 sz(C)，这个宏用于返回 C 的长度，它返回的是 int 类型（有符号的）；（2）在判断一个 container 是否为空的时候，最好不要用 v.size() 和 0 比较来判断，而是用 empty() 函数：

bool is_nonempty_notgood = (v.size() >= 0); // 最好不要这这样写
bool is_nonempty_ok = !v.empty(); // 应该这样写

因为并不是所有的 containers 的 size() 函数都是 O(1) 的，因为有的 container 在调用 size() 函数的时候，要做遍历操作等。

vecto r的另一个常用函数是 push_back()，该函数向 vector 尾部添加一个新的元素，并把 vector 的 size 增 1 ：

 vector<int> v;for(int i = 1; i < 1000000; i *= 2) {
v.push_back(i);
}
int elements_count = v.size();

不用担心内存分配问题 —— 在分配内存的时候，vector 并不是逐一申请每个元素的内存的，每次在进行 push_back 的时候，如果空间不够大，它会一次性申请多个元素的空间。

如果你要调整 vector 的大小，可以调用 resize() 函数：

vector<int> v(20);
for(int i = 0; i < 20; i++) {
v[i] = i+1;
}
v.resize(25);
for(int i = 20; i < 25; i++) {
v[i] = i*2;
}

resize() 函数调整出来的 vector 会包含它原先有的那些元素，但是如果你把空间调小到不足以容纳原来那些元素的程序，那么末尾的元素会被舍弃。如果 resize() 的空间大于原先的长度，那么新创建的元素会被填充 0 。

注意如果你是在调用 resize() 函数后调用 push_back()，系统还是会分配新的空间来存放添加进来的元素：

vector<int> v(20);
for(int i = 0; i < 20; i++) {
v[i] = i+1;
}
v.resize(25);
for(int i = 20; i < 25; i++) {
v.push_back(i*2); // Writes to elements with indices [25..30), not [20..25) !
}

如上我们把 v 调大到 25，然后调用 push_back() 函数添加一些元素，但是新的元素是从下标为 25 开始的位置开始存放的，而不是 20 。

在清空 vector，就调用 clear() 函数，这个函数会使得 vector 包含的元素个数变成 0，而不是把元素的值变为 0 。

初始化 vector 的方式有很多种，也可以用已有的 vector 来初始化新声明的 vector：

 vector<int> v1;// ...
vector<int> v2 = v1;
vector<int> v3(v1);

如上初始化后， v2 和 v3 是一样的。

如果你要创建指定开度的 vector，可以如下调用：

vector<int> Data(1000);

如上定义了一个长度为 1000 的 vector，它所有元素的初值会被置为 0 。如果你不想用默认的初始值，你可以自己指定：

vector<string> names(20, “Unknown”);

如上定义了一个长度为 20 的 vector，存放 string 类型，所有元素初值为 "Unknown" 。

还可以定义多维的 vector，最简单的二维 vector 定义如下：

vector< vector<int> > Matrix;

我们也可以指定二维 vector 的长度：

int N, M;
// ...
vector< vector<int> > Matrix(N, vector<int>(M, -1));

如上，我们定义了一个 N*M 的矩阵，所有元素初值为 -1 。

现在我们知道 push_back() 函数总是会在 vector 的末尾添加元素，但是如果我们想在指定的位置添加元素的话，那么就得调用 insert() 函数了；对应的 erase() 函数用于删掉指定的元素，我们稍后介绍完 iterators 讲到它们。

要注意一点：如果你把 vector 当成参数直接传递给一个函数，那么该函数在接收的时候，实际上会创建一个这个 vector 的拷贝，通常这会花费很多时间和空间，而实际上往往不需要这么做：

void some_function(vector<int> v) { // 除非你确定要这样做，否则最好不要这样写
// ...
}

我们应该这样写（传递 vector 的引用）

void some_function(const vector<int>& v) { // OK
// ...
}

加上 const 限定，被调用函数就不能修改 vector 的内容。如果你想让被调用函数能修改原 vector 的内容，那么应该这样写：

int modify_vector(vector<int>& v) { // Correct
V[0]++;
}

3. stl教程之Pairs

在讲 iterators 前，我们先来简单讲一下 pairs，pairs 在 STL 中的应用非常广泛。pairs 的基本定义如下：

template<typename T1, typename T2> struct pair {
T1 first;
T2 second;
};

pair<int, int> 定义了一对整数，pair<string, pair<int, int> > 定义一个 string 和两个整数对，可如下访问其元素值：

pair<string, pair<int,int> > P;
string s = P.first; // 指前面的 string
int x = P.second.first; // 指后面的第一个 int
int y = P.second.second; // 指后面的第二个 int

pairs 最大的作用是它内部有一个比较函数，可用于元素间的比较。如果两个 pairs 的第一个元素不相等，那么它们的大小由第一个元素的比较决定；否则由第二个元素的比较决定。元素类型为 pairs 的 array 或 vector，可以非常方便的调用 STL 内部的排序函数来排序。

pairs 在关联容器（associative containers）中的使用很广泛，稍后我们会讲到。

4. stl教程之Iterators

在访问 containers 中的数据的时候，就得用到 Iterators 了。如下示例是一个反转数组元素的程序，我们先用类 C 的方式来实现（第一种方法）：

void reverse_array_simple(int *A, int N) {
int first = 0, last = N-1;
While(first < last) {
swap(A[first], A[last]); // swap(a,b) is the STL function
first++; // Move first index forward
last--; // Move last index back
}
}

我们还可以用指针来写（第二种方法）：

void reverse_array(int *A, int N) {
int *first = A, *last = A+N-1;
while(first < last) {
Swap(*first, *last);
first++;
last--;
}
}

然后我们再来考虑一个问题：如何对一个双向链表进行反转操作呢？显然按上面的第一种方法是不可行的，因为它基于元素下标索引。而在双向链表中， 我们没法在 O(1) 的时间内取得所有结点的下标。但是第二种方法是可行的，因为它通过指针来操作元素：获取元素值、比较元素大小、指针自增、指针自减，Iterators 就实现这些基本功能。所有的 STL container 都可以通过 iterator 遍历。

Iterators 和指针很类似，它定义了如下基本操作：

1）获取一个 Iterators 的值：int x = *iter;

2）自增、自减 Iterators：iter++, iter--;

3）可以用 != < 等比较运算符对不同的 Iterators 进行比较；

4）Iterators 移动动指定的偏移位置，如 iter += 20（iter 前移 20 个元素的位置）；

5）获取两个 Iterators 间的距离：int distance = iter2 - iter1;

但是和指针不同的是，Iterators 提供了更多的功能，它不仅可以操作 container，还可以进行范围检查、容器分析等。

Iterators 最大的优点是实现了代码重用：基于 Iterators 实现的算法，可以用在不同的 containers 中。

但是并不是所有的 Iterators 都提供了相同的功能，我们可以把 Iterators 大致分为 “普通的 Iterators” 和 “随机访问的 Iterators”。对于普通 Iterators，我们可以用 ==、!= 等比较运算符进行比较，也可以自增、自减，但是它们不可以相减，也不可以给普通 Iterators 增加指定的值。

基于 Iterators，前面的程序可以这样实现：

template<typename T> void reverse_array(T *first, T *last) {
if(first != last) {
while(true) {
swap(*first, *last);
first++;
if(first == last) {
break;
}
last--;
if(first == last) {
break;
}
}
}
}

这个程序和前面的程序的最大区别在于：不用 < 进行比较，而是用 == 。

通常 STL 的算法都会用两个 Iterators，一个 begin iterator、一个 end iterator，begin 指向 container 的第一个元素，end 指向 container 最后一个元素的下一个位置。每个 STL container 都有两个函数 begin()、end()，分别用于获取该 container 的 begin iterator 和 end iterator。

我们可以用 c.begin()==c.end() 来判断 container 是否为空，用 c.end()-c.begin() 来获取 container 的元素个数（和 c.size() 等效），当然并不是所有 container 都可以用这个相减操作。

STL 源码里的反转函数是这样的：

template<typename T> void reverse_array_stl_compliant(T *begin, T *end) {
// We should at first decrement 'end'
// But only for non-empty range
if(begin != end)
{
end--;
if(begin != end) {
while(true) {
swap(*begin, *end);
begin++;
If(begin == end) {
break;
}
end--;
if(begin == end) {
break;
}
}
}
}
}

注意这和 C++ 标准库的 std::reverse(T begin, T end) 函数是不一样的。

此外，因为模板的强大作用，STL 的 algorithms 和 functions 可以接收多种类型的 iterator：

 vector<int> v;// ...
vector<int> v2(v);
vector<int> v3(v.begin(), v.end()); // v3 equals to v2

int data[] = { 2, 3, 5, 7, 11, 13, 17, 19, 23, 29, 31 };
vector<int> primes(data, data+(sizeof(data) / sizeof(data[0])));

最后一行代码通过 C 的原始数组创建一个 vector。

我们还可以这样来创建一个新的 vector：

 vector<int> v;// ...
vector<int> v2(v.begin(), v.begin() + (v.size()/2));

如上 v2 等于 v1 的前半段。

下面是 reverse() 函数的应用实例（只反转指定区域的元素）：

int data[10] = { 1, 3, 5, 7, 9, 11, 13, 15, 17, 19 };
reverse(data+2, data+6); // the range { 5, 7, 9, 11 } is now { 11, 9, 7, 5 };

每个 container 都有两个函数 rbegin() 和 rend()，用于返回反向的 iterators，rbegin() 指向结尾、rend() 指向开头。在需要反向遍历 container 的时候，可用这两个函数。

 vector<int> v;vector<int> v2(v.rbegin()+(v.size()/2), v.rend());

上面用 v 的前半段来创建 v2，v2 的内容是 v 的前半段，但是元素顺序刚好相反。

在创建 iterator 对象的时候，必须指定它的类型，类型指定可以通过在 container 后加上 ::iterator、::const_iterator、::reverse_iterator、::const_reverse_iterator 等来实现，如我们可以这样来遍历一个 vector：

 vector<int> v;
// ...

// Traverse all container, from begin() to end()
for(vector<int>::iterator it = v.begin(); it != v.end(); it++) {
*it++; // Increment the value iterator is pointing to
}

出于性能方面的考虑，建议用 != 代替 <，用 empty() 代替 size()!=0。

find() 函数可用于查找指定范围内是否有某个元素，如果存在，那么返回指向第一个指定元素的 iterator，如果不存在，那么返回值等于 end interator：

 vector<int> v;for(int i = 1; i < 100; i++) {
v.push_back(i*i);
}

if(find(v.begin(), v.end(), 49) != v.end()) {
// ...
}

如果想获取所找到的元素的下标，那么就用相减操作：

int i = (find(v.begin(), v.end(), 49) - v.begin();
if(i < v.size()) {
// ...
}

注意用到 STL 的 algorithms 的时候，要 #include 。

下面还有些常用的方法：

int data[5] = { 1, 5, 2, 4, 3 };
vector<int> X(data, data+5);
int v1 = *max_element(X.begin(), X.end()); // 返回 vector 中的最大值
int i1 = min_element(X.begin(), X.end()) – X.begin; // 返回 vector 中最小元素的下标

int v2 = *max_element(data, data+5); // 返回 array 中最大的元素
int i3 = min_element(data, data+5) – data; // 返回 array 中最小元素的下标

我们可以定义一个宏：

#define all(c) c.begin(), c.end()

然后有下面的排序方法：

vector<int> X;
// ...
sort(X.begin(), X.end()); // 升序排序
sort(all(X)); // 升序排序, 用 #define
sort(X.rbegin(), X.rend()); // 用 iterator 进行降序排序

5. Compiling STL Programs

首先我们来看一下一个经典的错误：

void f(const vector<int>& v) {
for(
vector<int>::iterator it = v.begin(); // 这里有错，看出来了吗
// ...
// ...
}

错误在于形参被 const 修饰了，但是我们获取的 iterator 不是 const 类型，应该改成

void f(const vector<int>& v) {
int r = 0;
// Traverse the vector using const_iterator
for(vector<int>::const_iterator it = v.begin(); it != v.end(); it++) {
r += (*it)*(*it);
}
return r;
}

然后我们来简单介绍一下一个 GNU C 标准里特有的扩展： typeof，typeof 用于自动推导后边 () 里的数据类型，如：

typeof(a+b) x=(a+b)

这行代码定义了一个变量 x，x 的类型和 a+b 的结果类型一样，这就是这里 typeof(a+b) 的作用。typeof 还可用于 container 的遍历：

#define tr(container, it) \
for(typeof(container.begin()) it = container.begin(); it != container.end(); it++)

因为 typeof 的自动类型推导功能，我们可以利用这个宏遍历任意类型的 container，如

void f(const vector<int>& v) {
int r = 0;
tr(v, it) {
r += (*it)*(*it);
}
return r;
}

对 vector 来说，可能这个宏定义的作用并不大，但是当我们要遍历复杂的数据类型的时候，就非常有用了，可以省掉很多代码。

6. stl教程之 vector 中的数据操作

我们可以用 insert() 函数向指定的位置插入一个新的元素：

 vector<int> v;// ...
v.insert(1, 42); // Insert value 42 after the first

这样，从 第二个元素（index=1）开始的所有元素都要向后移一个位置，以给新的元素腾出空间。如果我们要批量插入元素，这样调用这个函数效率就比较低了，因为插入一个元素，所有后面的元素都要身后移动。这里我们可以这样调用：

 vector<int> v;vector<int> v2;
// ..
// Shift all elements from second to last to the appropriate number of elements.
// Then copy the contents of v2 into v.
v.insert(1, all(v2));

把从第二个元素开始的所有元素都向后移动适当的位置，然后把 v2 中的所有内容填充到 v 移动元素后腾出的空间中。

同样的，erase() 函数也有两个类似的版本：

erase(iterator);
erase(begin iterator, end iterator);

第一个函数删除指定位置的元素，第二个删除指定区域的所有元素。

7. stl教程之String（字符串）

string 是 STL 中用于操作字符串的 container，它和 vector 是不一样的。主要的区别在于它们的字符串操作和内存管理方式策略。

String 有一个 substr() 函数，这个函数只需要通过下标值操作，不依赖于 iterators，如：

string s = "hello";
string
s1 = s.substr(0, 3), // "hel"
s2 = s.substr(1, 3), // "ell"
s3 = s.substr(0, s.length()-1), "hell"
s4 = s.substr(1); // "ello"

8. stl教程之Set（集合）

STL 的 Set（集合） 有以下基本性质或操作：

1）任意两元素都是不相等的；

2）可添加、删除元素；

3）可获取元素的个数；

4）可查询集合中是否有指定元素（可在 O(logN) 时间内完成）。

先来看个简单的例子：

set<int> s;

for(int i = 1; i <= 100; i++) {
s.insert(i); // Insert 100 elements, [1..100]
}

s.insert(42); // does nothing, 42 already exists in set

for(int i = 2; i <= 100; i += 2) {
s.erase(i); // Erase even values
}

int n = int(s.size()); // n will be 50

Set 是没有 push_back() 函数的，因为它的元素不需要顺序，也正是这个原因，也不可通过下标来访问集合中的元素。遍历 Set 的唯一方法是用 iterators：

// Calculate the sum of elements in set
set<int> S;
// ...
int r = 0;
for(set<int>::const_iterator it = S.begin(); it != S.end(); it++) {
r += *it;
}

利用宏进行遍历会更好些，想象一下如果有定义 set< pair<string, pair< int, vector > >，我们怎么定义这玩意呢？所以还是用宏吧：

set< pair<string, pair< int, vector<int> > > SS;
int total = 0;
tr(SS, it) {
total += it->second.first;
}

注意 it->second.first，因为 it 是个 iterator，所以我们得取到它的值，才能进行操作。这句代码也可以这样写 (*it).second.first 。

要查找集合中是否指定元素，可用 find() 函数，但是注意了，STL 的全局 algorithm 里面也有个 find() 函数，也可以用于 Set 的查找操作，但是它的复杂度是 O(N)。而 Set 本身的 find() 方法，是为 Set 量身定做的，其算法复杂度为 O(logN)，类似的 multiset、multimap、hash_map、hash_set 中也有类似方法。

set<int> s;
// ...
if(s.find(42) != s.end()) {
// 42 presents in set
}
else {
// 42 not presents in set
}

另一个复杂度为 O(logN) 的函数是 count() 函数：

if(s.count(42) != 0) {
// …
}

或者

if(s.count(42)) {
// …
}

但是，我个人倾向于用宏来实现和 count() 函数一样的功能，用于 Set 中元素的 count，因为要 count 的元素要么存在，要么不存在于 Set 中，没有数量这个说法：

#define present(container, element) (container.find(element) != container.end())
#define cpresent(container, element) (find(all(container),element) != container.end())

all(c) 展开为 c.begin(), c.end（前面我们定义过了）。

present 用于一般的 container，cpresent 用于 vector。

从集合中删除元素，可以用 erase() 函数：

set<int> s;
// …
s.insert(54);
s.erase(29);

erase() 也可以指定区间：

set<int> s;
// ..
set<int>::iterator it1, it2;
it1 = s.find(10);
it2 = s.find(100);
// Will work if it1 and it2 are valid iterators, i.e. values 10 and 100 present in set.
s.erase(it1, it2); // Note that 10 will be deleted, but 100 will remain in the container

同样的，其构造函数也可以用指定的区间作为参数：

int data[5] = { 5, 1, 4, 2, 3 };
set<int> S(data, data+5);

还可以利用 Set 把 vector 中重复的元素去掉并排序：

 vector<int> v;// …
set<int> s(all(v));
vector<int> v2(all(s));

这样，v2 会包含 v 中所有的元素，且按升序排序，且没有重复的元素。Set 中所有可比较的元素都可以排序。

9. stl教程之Map（映射）

Map 的简单示例如下：

map<string, int> M;
M["Top"] = 1;
M["Coder"] = 2;
M["SRM"] = 10;

int x = M["Top"] + M["Coder"];

if(M.find("SRM") != M.end()) {
M.erase(M.find("SRM")); // or even M.erase("SRM")
}

其实 Map 和 Set 很相像，只是 Map 包含的不是 values，而是 <key, value>，即键值对。Map 保证了 key 的唯一性，而且还支持 [] 运算符。我们可以用前面定义过的 tr() 宏轻松实现对 map 的遍历。Map 的 iterator 是标准的 std::pair 类型，所以取值语句为 it->second：

map<string, int> M;
// …
int r = 0;
tr(M, it) {
r += it->second;
}

注意在遍历的时候，不要修改任何元素的 key，因为这样会破坏其实体完整性。

Map 的 map::find() 函数和 map::operator[] 有个很大的区别是：map::find() 不会改变 map 的内容，而 operator[] 会在元素不存在的时候，创建一个对应的元素。如果你不想往 map 中添加元素，那就不要用 operator[] 。如果形参是被 const 修饰的 map，那么 operator[] 也是不可用的：

void f(const map<string, int>& M) {
if(M["the meaning"] == 42) { // Error! Cannot use [] on const map objects!
}
if(M.find("the meaning") != M.end() && M.find("the meaning")->second == 42) { // Correct
cout << "Don't Panic!" << endl;
}
}

10. Notice on Map and Set

在底层实现上，map 和 set 都是基于红黑树的，底层的实现细节，我们不用太过关心。我们要记住的是：map 和 set 本身就以升序的顺序存储元素，在遍历时，map 和 set 总以升序的顺序遍历，所以说最好不要在遍历的过程中修改 map 或 set 的 key。在算法实现上，map 和 set 是有序的这个特点非常有用。

还有重要的一点：map 和 set 的 iterators 也可用 ++ 和 -- 运算符。如下，假设 set 中有一个元素 42，且它的前驱和后续都存在，那么下面的代码就有效：

set<int> S;
// ...
set<int>::iterator it = S.find(42);
set<int>::iterator it1 = it, it2 = it;
it1--;
it2++;
int a = *it1, b = *it2;

这样我们就得到 42 的左右邻居结点了。

11. More on algorithms

STL 的 algorithms 都声明在 #include 头文件中，其中最基本的四个函数：

1）min(a, b)，求两者中的小者；

2）max(a, b)，求两者中的大者；

3）swap(a, b)，交互两个元素的值。

4）sort(begin, end)，用于对指定区域进行升序排序，但是 sort() 函数只能对 random access iterators 进行排序，所以并不是所有的 containers 都支持 sort() 函数。注意 set 和 map 都是有序的，不需要再用 sort() 进行排序了。

还有两个重要的函数 next_permutation(begin, end) 和 prev_permutation(begin, end)，分别用于返回指定内的元素的下一个排列和上一个排列，对 next_permutation() 函数，如果已经是最后一个排列， 则返回 false；对 prev_permutation() 函数，如果已是最前面一个排列，则返回 false。但是注意，在调用 next_permutation() 函数前，要先保证 container 已经排好序了：

 vector<int> v;
for(int i = 0; i < 10; i++) {
v.push_back(i);
}

do {
Solve(..., v);
} while(next_permutation(all(v));

12. stl教程之String Streams

C++ 有两个 istringstream 和 ostringstream 用于处理 input、output 流，它们都定义在 #include

1）istringstream 用于 standard input 读取数据：

 void f(const string& s) {

// Construct an object to parse strings
istringstream is(s);

// Vector to store data
vector<int> v;
// Read integer while possible and add it to the vector
int tmp;
while(is >> tmp) {
v.push_back(tmp);
}
}

2）ostringstream 用于格式化 output：

string f(const vector<int>& v) {

// Constucvt an object to do formatted output
ostringstream os;

// Copy all elements from vector<int> to string stream as text
tr(v, it) {
os << ' ' << *it;
}

// Get string from string stream
string s = os.str();

// Remove first space character
if(!s.empty()) { // Beware of empty string here
s = s.substr(1);
}

return s;
}

13. stl教程总结

我总结了一些常用宏，可用在 TopCoder 中：

typedef vector<int> vi;
typedef vector<vi> vvi;
typedef pair<int,int> ii;
#define sz(a) int((a).size())
#define pb push_back
#defile all(c) (c).begin(),(c).end()
#define tr(c,i) for(typeof((c).begin() i = (c).begin(); i != (c).end(); i++)
#define present(c,x) ((c).find(x) != (c).end())
#define cpresent(c,x) (find(all(c),x) != (c).end())