ios::sync_with_stdio(false);

2023年10月6日 | 分类: 【编程】

参考:https://blog.csdn.net/weixin_45525272/article/details/114055623

sync_with_stdio 函数是一个“是否兼容stdio”的开关,C++为了兼容C,保证程序在使用了 std::printf 和 std::cout 的时候不发生混乱,将输出流绑到了一起。

tie 函数可以将两个 stream 绑定,空参数的话返回当前的输出流指针。

在默认的情况下 cin 绑定的是 cout ,每次执行

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操作符的时候都要调用 flush ,这样会增加 IO 负担。可以通过 tie(0)(0表示NULL)来解除 cin 与 cout 的绑定,进一步加快执行效率。

在信息学竞赛里,经常出现数据集超大造成 cin TLE(Time Limit Exceed,时间限制超出)的情况。

这只是C++为了兼容而采取的保守措施。可以在 IO 之前将 stdio 解除绑定。
这样做了之后要注意不要同时混用 cout 和 printf 之类。

ios::sync_with_stdio(false);
cin.tie(0);
cout.tie(0);

// std::ios::sync_with_stdio(false);
// std::cin.tie(0),cout.tie(0);

原来 cin ,cout 之所以效率低,是因为先把要输出的东西存入缓冲区,再输出,导致效率降低,而这段代码可以来打消 iostream 的输入 输出缓存,可以节省许多时间,使效率与scanf与printf相差无几。

这两句加上就可以提高C++代码输入输出执行效率使得和C相差无几。

参考:https://blog.csdn.net/yujuan_mao/article/details/8119529

在竞赛中,遇到大数据时,需要更快地读取文件,从而加快程序运行速度。

C++ 所使用的 cin 似乎并不擅长于此。

一个进阶的方法是把数据一下子读进来,然后再转化字符串,这种方法传说中很不错,但具体如何从没试过,因此今天就索性把能想到的所有的读数据的方式都测试了一边,结果是惊人的。

竞赛中读数据的情况最多的莫过于读一大堆整数了。

我生成一千万个随机数,存储于 data.txt 中,一共55MB。

然后我写了个程序用于计算运行时间,代码如下:

#include <ctime>
int main()
{
	int start = clock();
	//DO SOMETHING
	printf("%.3lf\n",double(clock()-start)/CLOCKS_PER_SEC);
}

最简单的方法就算写一个循环scanf了,代码如下:

const int MAXN = 10000000;

int numbers[MAXN];

void scanf_read()
{
	freopen("data.txt","r",stdin);
	for (int i=0;i<MAXN;i++)
		scanf("%d",&numbers[i]);
}

可是效率如何呢?在我的电脑Linux平台上测试结果为2.01秒。

接下来测试 cin ,代码如下

const int MAXN = 10000000;

int numbers[MAXN];

void cin_read()
{
	freopen("data.txt","r",stdin);
	for (int i=0;i<MAXN;i++)
		std::cin >> numbers[i];
}

cin 仅仅用了6.38秒,比想象的要快。

cin慢是有原因的,其实默认的时候,cin与stdin总是保持同步的,也就是说这两种方法可以混用,而不必担心文件指针混乱,同时cout和stdout也一样,两者混用不会输出顺序错乱。正因为这个兼容性的特性,导致cin有许多额外的开销。

如何禁用这个特性呢?只需一个语句:

std::ios::sync_with_stdio(false);

这样就可以取消 cin 与 stdin 的同步了。程序如下:

const int MAXN = 10000000;

int numbers[MAXN];

void cin_read_nosync()
{
	freopen("data.txt","r",stdin);
	std::ios::sync_with_stdio(false);
	for (int i=0;i<MAXN;i++)
		std::cin >> numbers[i];
}

取消同步后,经测试运行时间减到了2.05秒,与scanf效率不大。

所以,使用了此行代码后可以放心使用 cin 和 cout 了。

接下来测试一下读入整个文件再处理的方法,首先要写一个字符串转化为数组的函数,代码如下:

const int MAXS = 60*1024*1024;
char buf[MAXS];

void analyse(char *buf,int len = MAXS)
{
	int i;
	numbers[i=0]=0;
	for (char *p=buf;*p && p-buf<len;p++)
		if (*p == ' ')
			numbers[++i]=0;
		else
			numbers[i] = numbers[i] * 10 + *p - '0';
}

把整个文件读入一个字符串最常用的方法是用fread,代码如下:

const int MAXN = 10000000;
const int MAXS = 60*1024*1024;

int numbers[MAXN];
char buf[MAXS];

void fread_analyse()
{
	freopen("data.txt","rb",stdin);
	int len = fread(buf,1,MAXS,stdin);
	buf[len] = '\0';
	analyse(buf,len);
}

测试读取时间仅用0.29秒,效率提高了几乎10倍!

我记得fread是封装过的read,如果直接使用read,是不是更快呢?测试代码如下:

const int MAXN = 10000000;
const int MAXS = 60*1024*1024;

int numbers[MAXN];
char buf[MAXS];

void read_analyse()
{
	int fd = open("data.txt",O_RDONLY);
	int len = read(fd,buf,MAXS);
	buf[len] = '\0';
	analyse(buf,len);
}