C++读入优化

skystars

在介绍读入优化之前，我们先编写程序，读入1万个随机整数，对比一下cin和scanf读取所花的时间

scanf	13ms
cin	44ms

大家有没有发现，scanf比cin快了好几倍？

接下来，我们输入20万个随机整数，测得的时间如下：

scanf	396ms
cin	1214ms

在很多竞赛中，代码运行时间限制为1秒，也就是说用cin读取20万个整数已经超时了，scanf读取也非常慢，那如何加快读取的速度呢？

首先介绍一个函数getchar，getchar可以读入一个字符（char），而且速度非常快，我们可以用来编写读入优化函数，代码如下：

[C++] 纯文本查看 复制代码

void read(int& x)
{
        int f = 1; // 初始化
        x = 0; 
        char s = getchar(); // 读入一个字符
        while (s < '0' || s > '9') { // 如果这个字符不是数字，则进入循环
                if (s == '-') // 判断该字符是否为负号，注意，不能直接将f的值设为-1
                        f = -1; // 将该整数标记为负数
                s = getchar(); // 继续读入字符
        }
        while (s >= '0' && s <= '9') { // 如果这个字符是数字，则进入循环
                x = x * 10 + s - '0'; // 在x后面添0，然后加上读入的数字
                s = getchar(); // 继续读入字符
        }
        x *= f; // 改变正负
}

经测试，该函数读取20万个随机整数的时间为225ms，已经比scanf速度快了很多。

我在网上搜索之后，发现还有一种更快的读入优化方法，使用fread函数读入：

[C++] 纯文本查看 复制代码

inline char nc() {
        static char buf[1000000], * p1 = buf, * p2 = buf;
        return p1 == p2 && (p2 = (p1 = buf) + fread(buf, 1, 1000000, stdin), p1 == p2) ? EOF : *p1++;
}
void read(int& x)
{
        int f = 1; // 初始化
        x = 0; 
        char s = nc(); // 读入一个字符
        while (s < '0' || s > '9') { // 如果这个字符不是数字，则进入循环
                if (s == '-') // 判断该字符是否为负号，注意，不能直接将f的值设为-1
                        f = -1; // 将该整数标记为负数
                s = nc(); // 继续读入字符
        }
        while (s >= '0' && s <= '9') { // 如果这个字符是数字，则进入循环
                x = x * 10 + s - '0'; // 在x后面添0，然后加上读入的数字
                s = nc(); // 继续读入字符
        }
        x *= f; // 改变正负
}

这里的nc相当于上文的getchar函数。

我们使用这种方法读入20万个随机整数，竟然达到了惊人的60ms！！！

Ice

好慢啊。
建议

[C++] 纯文本查看 复制代码

#include <cstdio>
#include <fcntl.h>
#include <unistd.h>
#include <sys/mman.h>

using namespace std;

#define MAXN 11111111

#define Finline __inline__ __attribute__ ((always_inline))

char *pc;

inline int read(){
    int num = 0;
    char c;
    while ((c = *pc++) < 48);
    while (num = num * 10 + c - 48, (c = *pc++) >= 48);
    return num;
}

inline int test(){
    pc = (char *) mmap(NULL, lseek(0, 0, SEEK_END), PROT_READ, MAP_PRIVATE, 0, 0);
    int recieve_int, ret = 0;
    for(int i = 0; i < MAXN; i++){
        recieve_int = read();
        ret += recieve_int;
    }
    char recieve_char;
    while((recieve_char = *pc++) < 60);
    ret -= recieve_char;
    for(int i = 0; i < MAXN; i++){
        recieve_char = *pc++;
        ret -= recieve_char;
    }
    return ret + 1;
}

int main(){
    freopen("fr.in", "r", stdin);
    printf("%d", test());
    fclose(stdin);
    return 0;
}

Ice

另外道一下,关闭同步和tie的cin相当于fread了,大部分使用得当情况下比scanf快