我正在为各种编程奥林匹克编码，并试图提高时间效率。我正在寻找获取输入的最快方法，使用 gcc 编译器，无需任何外部库。
我之前使用过 cin 和 cout，但发现 scanf 和 printf 的速度要快得多。有没有更快的方法？我不太关心空间复杂性，我更喜欢更好的时间。
【问题讨论】：
标签： c++ performance time
流总是比 C-API 函数慢是一个很常见的误解，因为默认情况下，它们与 C 层同步。所以是的，这是一个特性，而不是一个错误。
在不牺牲类型安全（和可读性，取决于您的喜好）的情况下，您可以通过以下方式获得流的性能：
std::ios_base::sync_with_stdio (false);
一个小指标：
#include <cstdio>
#include <iostream>
template <typename Test>
void test (Test t)
{
const clock_t begin = clock();
t();
const clock_t end = clock();
std::cout << (end-begin)/double(CLOCKS_PER_SEC) << " sec\n";
}
void std_io() {
std::string line;
unsigned dependency_var = 0;
while (!feof (stdin)) {
int c;
line.clear();
while (EOF != (c = fgetc(stdin)) && c!='\n')
line.push_back (c);
dependency_var += line.size();
}
std::cout << dependency_var << '\n';
}
void synced() {
std::ios_base::sync_with_stdio (true);
std::string line;
unsigned dependency_var = 0;
while (getline (std::cin, line)) {
dependency_var += line.size();
}
std::cout << dependency_var << '\n';
}
void unsynced() {
std::ios_base::sync_with_stdio (false);
std::string line;
unsigned dependency_var = 0;
while (getline (std::cin, line)) {
dependency_var += line.size();
}
std::cout << dependency_var << '\n';
}
void usage() { std::cout << "one of (synced|unsynced|stdio), pls\n"; }
int main (int argc, char *argv[]) {
if (argc < 2) { usage(); return 1; }
if (std::string(argv[1]) == "synced") test (synced);
else if (std::string(argv[1]) == "unsynced") test (unsynced);
else if (std::string(argv[1]) == "stdio") test (std_io);
else { usage(); return 1; }
return 0;
}
使用 g++ -O3 和一个大文本文件：
cat testfile | ./a.out stdio
...
0.34 sec
cat testfile | ./a.out synced
...
1.31 sec
cat testfile | ./a.out unsynced
...
0.08 sec
这取决于您的情况。修改这个玩具基准，添加更多测试，并比较例如类似于std::cin >> a >> b >> c 和scanf ("%d %d %d", &a, &b, &c);。我保证，通过优化（即不处于调试模式），性能差异将是微妙的。
如果这不能满足您的需求，您可以尝试其他方法，例如首先读取整个文件（可能会或可能不会带来更多性能）或内存映射（这是一种非便携式解决方案，但大型桌面有它们）。
#include <cstdio>
#include <iostream>
template <typename Test>
void test (Test t)
{
const clock_t begin = clock();
t();
const clock_t end = clock();
std::cout << (end-begin)/double(CLOCKS_PER_SEC) << " sec\n";
}
void scanf_() {
char x,y,c;
unsigned dependency_var = 0;
while (!feof (stdin)) {
scanf ("%c%c%c", &x, &y, &c);
dependency_var += x + y + c;
}
std::cout << dependency_var << '\n';
}
void unsynced() {
std::ios_base::sync_with_stdio (false);
char x,y,c;
unsigned dependency_var = 0;
while (std::cin) {
std::cin >> x >> y >> c;
dependency_var += x + y + c;
}
std::cout << dependency_var << '\n';
}
void usage() { std::cout << "one of (scanf|unsynced), pls\n"; }
int main (int argc, char *argv[]) {
if (argc < 2) { usage(); return 1; }
if (std::string(argv[1]) == "scanf") test (scanf_);
else if (std::string(argv[1]) == "unsynced") test (unsynced);
else { usage(); return 1; }
return 0;
}
结果：
scanf: 0.63 sec
unsynced stream: 0.41
【讨论】：
一般来说，缓冲输入是最快的。刷新输入缓冲区的频率越低，输入速度就越快。有关完整且内容丰富的讨论，请参阅this question。简而言之，具有大缓冲区大小的 read() 会尽可能快，因为它几乎直接位于操作系统中相应的系统调用之上。
【讨论】：
可能 scanf 比使用流要快一些。尽管流提供了很多类型安全性，并且不必在运行时解析格式字符串，但它通常具有不需要过多内存分配的优点（这取决于您的编译器和运行时）。也就是说，除非性能是您唯一的最终目标并且您处于关键路径中，否则您应该真正偏爱更安全（更慢）的方法。
Herb Sutter 在这里写了一篇非常好吃的文章
http://www.gotw.ca/publications/mill19.htm
谁详细介绍了 sscanf 和 lexical_cast 等字符串格式化程序的性能，以及是什么因素导致它们运行缓慢或快速。这有点类似，可能类似于会影响 C 风格 IO 和 C++ 风格之间性能的那种事情。与格式化程序的主要区别往往是类型安全和内存分配的数量。
【讨论】：