C语言输入输出效率优化

scanf 和 printf 作为C语言的标准输入输出函数，为了提高效率，也是有优化的空间的

注意，本页面中介绍的读入和输出优化均针对整型数据，若要支持其他类型的数据（如浮点数），可自行按照本页面介绍的优化原理来编写代码。

输入优化：

我们都知道，getchar 是用来读入一个字符的数据并将其转换为 char 类型的函数，且速度很快，故可以用“读入字符-转换为整型”来代替缓慢的读入

每个整数由两部分组成——符号和数字

整数的 '+' 通常是省略的，且不会对后面数字所代表的值产生影响，而 '-' 不可省略，因此要进行判定

10 进制整数中是不含空格或除 0~9 和正负号外的其他字符的，因此在读入不应存在于整数中的字符（通常为空格）时，就可以判定已经读入结束

C 和 C++ 语言分别在 ctype.h 和 cctype 头文件中，提供了函数 isdigit, 这个函数会检查传入的参数是否为十进制数字字符，是则返回 true，否则返回 false。对应的，在下面的代码中，可以使用 isdigit(ch) 代替 ch >= '0' && ch <= '9'，而可以使用 !isdigit(ch) 代替 ch <'0' || ch> '9'

代码实现：

int read() {
  int x = 0, w = 1;
  char ch = 0;
  while (ch < '0' || ch > '9') // ch 不是数字时
  {  
        if (ch == '-') w = -1;        // 判断是否为负
        ch = getchar();               // 继续读入
  }
  while (ch >= '0' && ch <= '9') // ch 是数字时
  {  
        x = x * 10 + (ch - '0');  // 将新读入的数字’加’在 x 的后面
        // x 是 int 类型，char 类型的 ch 和 ’0’ 会被自动转为其对应的
        // ASCII 码，相当于将 ch 转化为对应数字
        // 此处也可以使用 (x<<3)+(x<<1) 的写法来代替 x*10
        ch = getchar();  // 继续读入
  }
  return x * w;  // 数字 * 正负号 = 实际数值
}

输出优化：

同样，putchar 是用来输出单个字符的函数，因此将数字的每一位转化为字符输出以加速。要注意的是，负号要单独判断输出，并且每次 %（mod）取出的是数字末位，因此要倒序输出

代码实现：

int write(int x) {
  if (x < 0) 
  {  // 判负 + 输出负号 + 变原数为正数
        x = -x;
        putchar('-');
  }
  if (x > 9) 
         write(x / 10);  // 递归，将除最后一位外的其他部分放到递归中输出
  putchar(x % 10 + '0');  // 已经输出（递归）完 x 末位前的所有数字，输出末位
}

但是递归实现常数是较大的，我们可以写一个栈来实现这个过程

int write(int x) 
{
  static int sta[35];
  int top = 0;
  do {
    	sta[top++] = x % 10, x /= 10;
  } while (x);
  while (top) 
	putchar(sta[--top] + 48);  // 48 是 '0'
}