浅谈快读快写

Posted 2021-03-09 do-while-true

前言

不用快读的卡常都是耍流氓 by do_while_true

众所周知，在一些比较高档次的题中有时候毒瘤出题人会卡时间复杂度，或者出一些比较大的样例，从而激励我们不断地优化程序，但是有些OIer想不出更好的程序 其实就是太菜，可是又想尽可能地多拿分，那应该怎么办呢？这里就需要OIer进行卡常了

而输入输出的优化则是卡常的一个特别好用的方法

正篇

1.cin及cout

众所周知，cin，cout是特别慢的

可是为什么cin，cout会比其它的输入输出慢很多呢

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，而这段语句可以来打消iostream的输入输出缓存，可以节省许多时间

参考于这篇文章

那么我们能不能让cin，cout跑得更快一点呢？

答案是能的！

你只需要加上这个东西

ios::sync_with_stdio(false);

cin，cout就能跑得很快了

2.scanf和printf

scanf和printf相比大家也是非常熟悉了，它们能跑得比cin和cout快几十倍甚至几百倍

如果按照Part1的方式进行优化的话，scanf和printf就与优化后的cin和cout就差不多快了

但是由于大多数人背不过上面那个语句，相信很多人都是习惯于用scanf和printf的

3.快读快写

可是遇到比较毒瘤的数据，或者我们用其他方式卡常已经不能再快了，如果题目中的输入或者输出数据比较多的话，我们就可以用快读和快写进行优化了

首先，众所周知

getchar和putchar要比cin cout scanf printf 要快多了

据教练说是它一次只处理一个字节所以快

所以我们把int的每一位当作字符来处理，就能让输入输出变得特别快了

inline int read()
{
    int r=0,w=1;
    //r是存的这个数的绝对值 w是存的这个数是正数还是负数 
    char ch=getchar();//ch为当前读入的字符 
    while(ch<‘0‘||ch>‘9‘)//如果当前读入的字符不是数字，就一直读入，直到读入的是数字为止 
       {
        if(ch==‘-‘) w=-1;//如果读到了‘-‘，就说明这是个负数 
        ch=getchar();
       }
    //运行到这里时ch里面一定是个整数 
    while(ch>=‘0‘&&ch<=‘9‘)//当读入的字符是数字时一直读入 
       {
        r=r*10+ch-‘0‘;//存入当前这个数字，由于ch是个字符，所以存入的时候要减去字符0的ASCLL码 
        ch=getchar();
       }
    return r*w;
}

实际上，这份快读还能优化的更快，众所周知，在C++中位运算要比直接调用数字快，所以说我们把其中所有设计到数字的都转化为位运算

Code:

//快读 
#include<iostream>
#include<cstdio>
using namespace std;
inline int read()
{
    int r=0,w=1;
    //r是存的这个数的绝对值 w是存的这个数是正数还是负数 
    char ch=getchar();//ch为当前读入的字符 
    while(ch<‘0‘||ch>‘9‘)//如果当前读入的字符不是数字，就一直读入，直到读入的是数字为止 
       {
        if(ch==‘-‘) w=-1;//如果读到了‘-‘，就说明这是个负数 
        ch=getchar();
       }
    //运行到这里时ch里面一定是个整数 
    while(ch>=‘0‘&&ch<=‘9‘)//当读入的字符是数字时一直读入 
       {
        r=r*(1<<3)+r*(1<<1)+ch-(1<<4)-(1<<5);//存入当前这个数字，由于ch是个字符，所以存入的时候要减去字符0的ASCLL码 
        //1<<3是8,1<<1是2,加起来就是10   1<<4是16，1<<5是32，加起来就是0的ASCLL码48 
        ch=getchar();
       }
    return r*w;
}
int main()
{
   int n=read();
    return 0;
}

快写也同理，把一个int从低到高存在一个char数组里，再把char数组从低到高输出

inline void write(int x)
{
    char ch[20];
    int len=0;
    //ch里面存的是从低到高的数字的ASCLL码 len是数组长度 
    if(x<0)//如果x是负数，那么先输出负号，再把x变成正数 
      {
        putchar(‘-‘);
        x=~x+1;//x=~x+1;就等同于x=-x;
      }
    while(x>0)//当x>0的时候每次把x的最低位取出 
       {
        ch[len++]=x%10+‘0‘;//取出最低位存到ch数组里面 因为ch是字符数组，所以要加上0的ASCLL码 
        x/=10;//砍掉最低位 
       }
    for(int i=len-1;i>=0;i--)//因为ch是从低到高存的x的绝对值，又因为要从高到低输出，所以倒着循环ch数组输出 
       putchar(ch[i]);//输出从高到低的每一位 
    return ;
} 

显然，细心的小伙伴读程后会发现，这个程序处理不了当x=0时的情况，也就是说如果我们在主程序里面直接

write(0);

它会什么也不输出

所以我们需要特判，但实际上，我们只需要把while改成do while就可以了，这样就能保证ch数组的存入一定会进行，也就能把x=0的特殊情况给排除掉了

最后再处理一下所有的位运算

Code:

//快写 
#include<iostream>
#include<cstdio>
using namespace std;
inline void write(int x)
{
    char ch[20];
    int len=0;
    //ch里面存的是从低到高的数字的ASCLL码 len是数组长度 
    if(x<0)//如果x是负数，那么先输出负号，再把x变成正数 
      {
        putchar((1<<5)+(1<<3)+(1<<2)+1);
        //(1<<5)+(1<<3)+(1<<2)+1就是‘-‘的ASCLL码值 
        x=~x+1;//x=~x+1;就等同于x=-x;
      }
    do//用do while可以防止x=0的特殊情况 
      {
        ch[len++]=x%10+(1<<4)+(1<<5);//取出最低位存到ch数组里面 因为ch是字符数组，所以要加上0的ASCLL码 
        x/=10;//砍掉最低位 
      }while(x>0);//当x>0的时候每次把x的最低位取出 
    for(int i=len-1;i>=0;i--)//因为ch是从低到高存的x的绝对值，又因为要从高到低输出，所以倒着循环ch数组输出 
       putchar(ch[i]);//输出从高到低的每一位 
    return ;
} 
int main()
{
    int n;
    cin>>n;
    write(n);
    return 0;
}

后记

然而在考场上，因为我们的程序只能最后统一评测，并不像ACM赛制那样快乐，所以我们一定要尽可能地优化自己的程序，多测测大样例，看看能不能卡进要求的时间限制。如果尽自己所能还是卡不进那个时间限制，就要调整策略，去多花时间打正解还是多拿部分分偏分。保持心态，才是最重要的

本文参考资料

解决cin，cout速度过慢问题

C++的常用输入及其优化以及注意事项 - 明依 - 博客园

当然本文的代码和文字都是我辛辛苦苦码出来的qwq

另附 快读快写完整版本

#include<iostream>
#include<cstdio>
using namespace std;
inline int read()
{
    int r=0,w=1;
    char ch=getchar(); 
    while(ch<‘0‘||ch>‘9‘) 
       {
        if(ch==‘-‘) w=-1;
        ch=getchar();
       }
    while(ch>=‘0‘&&ch<=‘9‘)
       {
        r=r*(1<<3)+r*(1<<1)+ch-(1<<4)-(1<<5);
        ch=getchar();
       }
    return r*w;
}
inline void write(int x)
{
    char ch[20];
    int len=0;
    if(x<0)
      {
        putchar((1<<5)+(1<<3)+(1<<2)+1);
        x=~x+1;
      }
    do 
      {
        ch[len++]=x%10+(1<<4)+(1<<5);
        x/=10;
      }while(x>0);
    for(int i=len-1;i>=0;i--) 
       putchar(ch[i]);
    return ;
} 
int main()
{
    write(read());
    return 0;
}