C++：从标准输入读取字符串的最快方法

Question

我们可以使用 getchar_unlocked 来从标准输入快速读取整数，方法是操作如下字符：

int scan_d()
{
    int ip = getchar_unlocked(), ret = 0, flag = 1;

    for(; ip < '0' || ip > '9'; ip = getchar_unlocked())
    {
        if(ip == '-')
        {
            flag = -1;
            ip = getchar_unlocked();
            break;
        }
    }

    for(; ip >= '0'&& ip <= '9'; ip = getchar_unlocked())
        ret = ret * 10 + ip - '0';
    return flag * ret;
}

有没有办法使用上面的方法快速从标准输入读取字符串？ get 比 cin/scanf 快，但同时拥有对空格的关键处理。我想修改上面的字符串代码，但遇到了空格问题。此外，似乎一个一个地读取字符串的每个字符会更慢。

标准输入是指用户输入的字符串（无文件处理）

Answer 1

有没有办法使用上面的方法快速从标准输入读取字符串？

当然。如果您更清楚您期望它的行为方式，我们甚至可以提供代码。

gets 比 cin/scanf 更快，但同时拥有对空格的关键处理。

cin 和 scanf 也可以做到这一点：How to cin Space in c++? 和 How do you allow spaces to be entered using scanf?

我想修改上面的字符串代码，但遇到了空格问题。

什么问题？ https://meta.stackexchange.com/questions/66377/what-is-the-xy-problem

此外，似乎逐个读取字符串的每个字符会更慢。

比块读取慢？当然。但是，一次读取一个字符实际上是判断字符串末尾在哪里的唯一方法。您可以阻止读取到缓冲区并旋转以找到字符串的结尾，这称为缓冲。但是stdin 已经被缓冲了，所以再次缓冲它会使它变慢而不是变快。没有比使用getchar_unlocked 一次一个字符更快地读取空格分隔字符串的方法了。

Answer 2

不确定我的基准测试是否正确。这真的是我第一次测试速度。

不管怎样，这里是：

http://ideone.com/KruGD2

#include <cstdio>
#include<iostream>
#include <sstream>
#include <chrono>

std::chrono::time_point<std::chrono::steady_clock> hClock()
{
    return std::chrono::steady_clock::now();
}

std::uint32_t TimeDuration(std::chrono::time_point<std::chrono::steady_clock> Time)
{
    return std::chrono::duration_cast<std::chrono::nanoseconds>(hClock() - Time).count();
}


void Benchmark(const char* Name, std::string &str, void(*func)(std::string &str))
{
    auto time = hClock();
    for (int i = 0; i < 100; ++i)
    {
        func(str);
        str.clear();
    }
    std::cout<<Name<<" took: "<<TimeDuration(time) / 100<<" nano-seconds.\n";
}

void unlocked_bench(std::string &str)
{
    char c = '0';
    while((c = getchar_unlocked()) && (c != -1 && c != '\n' && c != '\r'))
    {
        str += c;
    }
}

void getchar_bench(std::string &str)
{
    char c = '0';
    while((c = getchar())  && (c != -1 && c != '\n' && c != '\r'))
    {
        str += c;
    }
}

void getline_bench(std::string &str)
{
    std::cin.getline(&str[0], str.size());
}

void scanf_bench(std::string &str)
{
    scanf("%[^\n]100s", &str[0]);
}

void fgets_bench(std::string &str)
{
    fgets(&str[0], str.size(), stdin);
}

void cinread_bench(std::string &str)
{
    std::cin.read(&str[0], str.size());
}

int main()
{
    std::string str;
    str.reserve(100);

    Benchmark("getchar_unlocked", str, unlocked_bench);
    Benchmark("getchar", str, getchar_bench);
    Benchmark("getline", str, getline_bench);
    Benchmark("scanf", str, scanf_bench);
    Benchmark("fgets", str, fgets_bench);
    Benchmark("cinread", str, cinread_bench);

    return 0;
}

输入：

Hello There
Hello There
Hello There
Hello There
Hello There
Hello There

输出：

getchar_unlocked took: 436 nano-seconds.
getchar took: 330 nano-seconds.
getline took: 619 nano-seconds.
scanf took: 522 nano-seconds.
fgets took: 44 nano-seconds.
cinread took: 67 nano-seconds.

Answer 3

由于人类比计算机慢，因此没有快速的方法可以将用户的输入输入到您的程序中。

如果用户以每分钟 1 个字母的速度输入，您的程序将等待 1 分钟等待下一个字符。时期。不能更快地阅读。

如果您的程序每秒可以从用户那里读取 1 个字符，而我的程序需要 1 毫秒来读取一个字符，那么这两个程序最终都会等待 60,000 毫秒来等待下一个用户的字符。我的程序更快吗？是的。这有什么不同吗？不。你开到红灯的速度比我快吗？

根据我的经验，有关用户输入的所有优化都已关闭。不要打扰。 It wastes your time and annoys the pig.

如果你的程序需要 30 秒来执行一个操作，它仍然需要再等待 30 秒让用户输入下一个字符。

专注于稳健性：

• 用户可以输入无效值吗？
• 您的程序如何告诉用户该值无效？
• 用户输入的字符数能否超过缓冲区支持的字符数？

如果必须，阻止从用户读取或使用getline 读取字符串。