C/C++如何加速输入输出效率(下)

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1.简介

自上一篇文章,我们了解了解除绑定的输入输出流,这会让我们的代码输出变得迅速,然而,对于输入而言,亦有快速读取这一个更优秀的方案(相对来说也较为麻烦)。

在我们学习C语言的时候,我们曾经学过字符的输入函数getchar(),她从标准输入里面读取下一个字符,相当于gets(stdin),返回类型为int型,为用户输入的ASCII码,出错则返回-1。

 

2.实现方式

将所读取的数据按位进行分段截取,比如读取入123这个数据,在确定所读取的是数字的情况下,先读取数字1,如果其后还有数据,将第一个读取的数据1先乘以10再读取第二个数据2,接着读取3,将前面的12再乘以10,最后就可以读取成功123,而对于负数而言,我们只需要设置一个flag标记,对第一位的读取进行一个特判即可,在读取完这些数据之后,将获取到的整体数据进行返回,这边就是快读的基本思想。

请记住这个核心:判断是否为数字à按位读取à转换ASCII码为数字à继续读取à进行乘10与相加à读取结束返回存储的值

这里有一个简单版本的快读

inline int read()
{
    int X=0; bool flag=1; char ch=getchar();
    while(ch<'0'||ch>'9') {if(ch=='-') flag=0; ch=getchar();}
    while(ch>='0'&&ch<='9') {X=(X<<1)+(X<<3)+ch-'0'; ch=getchar();} 
    if(flag) return X;
    return ~(X-1);
}

使用inline重载函数和重写read(),也可以去掉inline,只不过这样效率稍微慢一些,输入的使用方法就可以照做一般的函数进行使用即可。

 int tmp=read();
    std::cout<<tmp<<std::endl;

3.扩展,快速输出

通快速读取,亦有快读输出,其思想更为简单,效率也只是略微胜一筹,其思维是,按照每一位进行拆解输出,注意我们需要让在后面的数字后输出,拆解位时就务必要注意,因此,较为简单的方法就是模仿递归进行设计。

inline void write(int X)
{
    if(X<0) {X=~(X-1); putchar('-');}
    if(X>9) write(X/10);
    putchar(X%10+'0');
}

4. 推荐模板

使用C++的万能模板类并创建新的命名空间IO,可以手动指明所需要返回参数的类型,int还是long还是别的,这样的方式更加人性化,可以省去上面那样简单的方式必须手动修改函数类型的缺点,但是这样的模板却更加的复杂和繁长,不易快速上手使用,权且做一个理解。

#include<iostream>
namespace IO
{
    inline char nc() {
        static char buf[100000], *p1 = buf, *p2 = buf;
        return p1 == p2 && (p2 = (p1 = buf) + fread(buf, 1, 100000, stdin), p1 == p2) ? EOF : *p1++;
    }
    template<typename T>
    inline T read() {
        char ch = nc(); 
        T sum = 0;
        while (!(ch >= '0'&&ch <= '9'))
        {
            ch = nc();
            if (ch == EOF)  return EOF;
        }
        while (ch >= '0'&&ch <= '9')
        {
            sum = sum * 10 + ch - 48;
            ch = nc();
            if (ch == EOF)  return EOF;
        }
        return sum;
    }
}
using namespace IO;
 
int main(){
    long long tmp=read<long long>();    //输入方式
    std::cout<<tmp<<std::endl;
 
    while(tmp = read<long long>()!=EOF){} //循环判断EOF的方式
    return 0;
}

5.本篇后语

C++与STL篇就此结束了,本篇在模式上更趋向于杂谈,STL内容何其多,足足要近千页的书才能讲完讲彻底,因此本章只是提出一个引子,一个简单的介绍,具体的内容和内涵需要多多自学完成,而对于快读和解绑的操作,更加趋向于应用在算法竞赛中抢的速度,具体如何搭配使用,也请自主根据数据规模进行决断。



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第一章 数据结构入门
第二章 链表
第三章 栈
第四章 队列
第五章 从C语言到C++
第六章 串,数组,矩阵,广义表
第七章 树
第八章 图
第九章 算法—查找
第十章 算法—排序
第十一章 算法&竞赛,思维培养
第十二章 后记
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