7.6 常用內建函式
C++ 標準函式庫已經為我們實現了很多常用的功能，不用重複造輪子。認識這些內建函式能大幅加快寫程式的速度。
內建函式住在各種不同的「函式庫」（library）裡。使用前必須用 #include<...> 把對應的函式庫引入。
¶常用內建函式清單
¶1. swap(a, b) —— 交換兩個值
- 位置：
#include<algorithm>（跟下面的max／min記同一個標頭檔就好。嚴格說它的正式住址是<utility>，不過 g++ 的<algorithm>一直都拿得到，不必多背一個名字） - 用途：交換兩個變數的值
- 限制：a 和 b 的型態必須一樣，不能傳數字字面常數
單元開頭我們自己寫了 mySwap——其實標準函式庫早就提供了一模一樣的功能，直接用就行：
#include<iostream>
#include<algorithm>
using namespace std;
int main() {
int a = 5, b = 3;
cout << "Before swap: " << a << " " << b << "\n";
swap(a, b); // 直接交換，比自己用暫存變數寫三行方便多了
cout << "After swap: " << a << " " << b << "\n";
return 0;
}
執行結果：
Before swap: 5 3
After swap: 3 5¶2. max(a, b) 和 min(a, b) —— 找最大/最小值
- 位置：
#include<algorithm> - 用途：找兩個數中的最大/最小值，或用大括號列出多個數
- 限制：所有參數型態必須一致
#include<iostream>
#include<algorithm>
using namespace std;
int main() {
int a = 5, b = 3;
cout << max(a, b) << "\n"; // 輸出 5
cout << min(a, b) << "\n"; // 輸出 3
// 找多個數的最大值：用大括號
cout << max({1, 5, 3, 9, 2}) << "\n"; // 輸出 9
cout << min({1, 5, 3, 9, 2}) << "\n"; // 輸出 1
return 0;
}
執行結果：
5
3
9
1¶3. abs(x) —— 絕對值
- 位置：
#include<cstdlib>（整數絕對值） - 用途：計算一個數的絕對值
#include<iostream>
#include<cstdlib>
using namespace std;
int main() {
int a = -5;
cout << abs(a) << "\n"; // 輸出 5
cout << abs(-3 - 7) << "\n"; // 輸出 10
return 0;
}
執行結果：
5
10¶4. gcd(x, y) 和 lcm(x, y) —— 最大公因數與最小公倍數
- 位置：
#include<numeric>（C++17 及以後） - 用途：計算最大公因數（greatest common divisor）和最小公倍數（least common multiple）
#include<iostream>
#include<numeric>
using namespace std;
int main() {
int a = 12, b = 8;
cout << "gcd(12, 8) = " << gcd(a, b) << "\n"; // 輸出 4
cout << "lcm(12, 8) = " << lcm(a, b) << "\n"; // 輸出 24
return 0;
}
執行結果：
gcd(12, 8) = 4
lcm(12, 8) = 24三個以上的數怎麼算？疊著呼叫就行
gcd 和 lcm 一次只吃兩個參數，但「三個數的最大公因數」等於「前兩個數的最大公因數，再和第三個數取最大公因數」——正好用上 7.1 學過的巢狀呼叫：
#include<iostream>
#include<numeric>
using namespace std;
int main() {
long long x = 12, y = 30, z = 20;
cout << gcd(gcd(x, y), z) << "\n"; // 三個數的最大公因數：2
cout << lcm(lcm(x, y), z) << "\n"; // 三個數的最小公倍數：60
return 0;
}
執行結果：
2
60swap、max、min 是 C++ 解題時很常用的小工具。它們在排序、比較、維護最大最小值等問題中經常出現，熟練使用能減少重複程式碼。
動手試試看：寫一個程式，讀入三個整數，用 max 找出最大的，用 min 找出最小的，用 abs 計算最大值和最小值的差。