丢人笔记：黑科技——使用streambuf加速读入输出

UPD20191125：我发现我又丢人了，sgetc只会读取缓冲区当前字符而不会前移读取位置，想要读取并前移读取位置应该用sbumpc。。。

　　一般情况下，在C++中，iostream内的cin和cout是比scanf和printf慢的，这主要是为了同时兼容iostream和stdio，iostream与stdio的缓冲区被绑到了一起，以及cin和cout的stream是绑定在一起的，这使得cin和cout有额外的开销

　　为了提高cin和cout的效率，我们可以取消iostream与stdio的同步，以及cin和cout的stream的绑定：

std::ios::sync_with_stdio(false);
cin.tie(NULL);
cout.tie(NULL);

　　这样cin与cout就比scanf和printf快了。在本机测试上，iostream甚至比stdio快了6倍左右。然而这样做之后，就不可以将iostream与stdio混用了，然而输入量较大的时候，这种方法仍然无能为力

　　在stdin中，我们有getchar，想要追求更快的速度，我们有fread

　　在iostream中我们同样可以达到同样的效率，甚至更快：

　　首先要获取cin的streambuf：

std::streambuf *fb = cin.rdbuf();

　　然后我们就可以进行类似stdio中的操作：

　　对于getchar，我们有sbumpc，它的用法等同于getchar，速度略快于getchar：

char ch = fb -> sbumpc();

　　对于fread，我们有sgetn，它的用法与fread类似，速度略快于fread：

#define MAX_INPUT 1000000
char buf[MAX_INPUT]
int main() {
    fb -> sgetn(buf, MAX_INPUT);
    return 0;
}

　　输入问题就解决了。还有输出问题：

　　（不知道为什么，网上的输出代码在我这边不会进行输出，然而我这边手写的输出比fwrite慢了好多。。。。）

　　对于putchar，我们有sputc，它的用法等同于putchar，速度略快于putchar：

char ch = '\n';
fb -> sputc(ch);

　　对于fwrite，我们有sputn，它的用法与fwrite类似，速度略快于fwrite？

#define MAX_OUTPUT 1000000
char buf[MAX_OUTPUT];
int main() {
    fb -> sputn(buf, MAX_OUTPUT);
    return 0;
}

　　这样我们就有了一份完整的快速输入输出 丢人 代码（因为sputn的那份比sputc还慢，所以这里就用了sputc的代码）：

#include<iostream>
#include<cctype>
using std::cin;
using std::cout;
using std::endl;
namespace IN {
    #define MAX_INPUT 1000000
    #define cinchar() ((fs == ft && (ft = (fs = buf) + fb -> sgetn(buf, MAX_INPUT))) ? 0 : *fs++)
    char buf[MAX_INPUT], *fs, *ft;
    inline int read() {
        static std::streambuf *fb = cin.rdbuf();
        register int x = 0;
        register bool f = false;
        register char ch = cinchar();
        while (!isdigit(ch)) {
            if (ch == '-') f = true;
        ch = cinchar();
        }
        while (isdigit(ch)) {
            x = (x << 1) + (x << 3) + ch - '0';
            ch = cinchar();
        }
        return f ? -x : x ;
    }
    #undef MAX_INPUT
    #undef cinchar
}

namespace OUT {
    inline void put(int x) {
        static std::streambuf *fb = cout.rdbuf();
        static char stack[11];
        static int top = 0;
        if (!x) {
            fb -> sputc('0');
            fb -> sputc('\n');
            return;
        }
        while (x) {
            stack[++top] = x % 10 + '0';
            x /= 10;
        }
        while (top) {
            fb -> sputc(stack[top]);
            --top;
        }
        fb -> sputc('\n');
    }
}

int main() {
    freopen("add.in", "r", stdin);
    std::ios::sync_with_stdio(false);
    cin.tie(NULL);
    cout.tie(NULL);
    int a = IN::read(), b = IN::read();
    OUT::put(a + b);
    return 0;
}

 为了丢人，在这里贴上sputn的代码

namespace OUT {
    #define MAX_OUTPUT 1000000
    char buf[MAX_OUTPUT], *fs = buf, *ft = buf + MAX_OUTPUT;
    #define coutchar(ch) *fs++ = ch
    inline void put(int x) {
        static std::streambuf *fb = cout.rdbuf();
        static char stack[11];
        static int top = 0;
        if (!x) {
            coutchar('0'); coutchar('\n');
            return;
        }
        while (x) {
            stack[++top] = x % 10 + '0';
            x /= 10;
        }
        while (top) {
            *fs++ = stack[top];
            --top;
        }
        coutchar('\n');
        fb -> sputn(buf, fs - buf);
        fs = buf;
    }
    #undef coutchar
    #undef MAX_OUTPUT
}

代码部分参考自：https://blog.csdn.net/simpsonk/article/details/78457842

 

至于对标 printf 的格式化输出，不如等算法竞赛兼容 std::format 吧（乐）