读入优化&输出优化

Posted 2022-04-12 jiamian

注意了注意了注意了，重要的事情说3遍，这个东西是骗分神器，骗分神器，骗分神器！！！
众所周知：scanf比cin快得多，printf比cout快得多，如果你不知道就……就现在知道了
那有没有更快的呢？当然。
请看：

我懵逼了，至于慢近100ms吗? 

好吧，这就是读入优化的效果，在数据很恐怖的情况下能比scanf多过1-5个点……
比如说这种：

都说了要读入优化你还不读入优化，那不是找死吗……

前面都是废话，现在开始说正事

读入优化

首先，读入优化这里是只是针对整数，getchar读字符是非常快的，所以我们就用getchar了。（下面都假设输入的数为x）

负数处理

很简单，用一个标志变量f，开始时为1，当读入了’-’时，f变为-1，最后x*=f即可

绝对值部分处理

显然getchar每次只能读一位，所以，每当读了一位时x*=10，为这一位“留位置”。
举个例子：现在读入了123，x为123，再读入了一个4，x*=10,变为了1230，现在它的最后一位空出来了，正好留给4,x+=4，x就变为了1234，当然，这里的’4’是char类型，需要减去’0’才是4，即：x=x*10+s-‘0‘（s为当前输入的字符）

关于细节

很多时候是有多余空格或者其他的乱码字符输入，为了防止bug，我们要严谨~详见代码。

代码

 1 void read(int &x)//‘&‘表示引用，也就是说x是一个实参，在函数中改变了x的值就意味着在外面x的值也会被改变
 2 
 3     int f=1;//标记正负
 4     x=0;//归零（这就是潜在bug，有可能传进来时x没有归零）
 5     char s=getchar();//读入第一个字符
 6     while(s<‘0‘||s>‘9‘)//不是数字字符
 7     
 8         if(s==‘-‘)//不能直接把f=-1，有可能输入的不是‘-‘而是其他乱七八糟的东西
 9             f=-1;
10         s=getchar();//继续读
11     
12     while(s>=‘0‘&&s<=‘9‘)//是字符（一旦不是字符就意味着输入结束了）
13     
14         x=x*10+s-‘0‘;
15         s=getchar();
16     
17     x*=f;//改变正负
18 

简洁一些：

1 void read(int &x)
2 
3     int f=1;x=0;char s=getchar();
4     while(s<‘0‘||s>‘9‘)if(s==‘-‘)f=-1;s=getchar();
5     while(s>=‘0‘&&s<=‘9‘)x=x*10+s-‘0‘;s=getchar();
6     x*=f;
7 

这就是完整的读入优化了，你可以直接这样用：

1 int N;
2 read(N);

当然还有更装逼的代码：

1 #define num ch-‘0‘
2 void get(int &res)
3     char ch;bool flag=0;
4     while(!isdigit(ch=getchar()))
5         (ch==‘-‘)&&(flag=true);
6     for(res=num;isdigit(ch=getchar());res=res*10+num);
7     (flag)&&(res=-res);
8 

这个就真的很跳了。
首先：isdigit是判断一个字符是否为数字字符，需要头文件#include<cctype>，刚刚忘了说，getchar需要cstdio。
然后，那个诡异的(ch==‘-‘)&&(flag=true)和(flag)&&(res=-res);是个什么玩意？我们发挥聪明才智，想起&&是“短路运算符”，短路运算符是啥？就是看到第一个条件错误就不会执行第二个条件，直接跳过了，所以这两句代码就不难理解了，唯一颠覆宝宝们的认知的是&&可以脱离if和return什么的直接用……

输出优化

如果有50%的人知道输入优化，那知道输出优化的最多不过20%，输出还能怎么优化？putchar啊！putchar是比printf快的。（下面都假设输出的数为x）
ps:居然还有putchar这种东西？！

负数处理

输出就简单了，如果是负数，直接putchar(‘-‘);x=-x;即可，不解释。

绝对值部分处理

这里是不是还是用循环呢？答案是——否定的，为了极致的速度，我们用递归！递归什么？递归下一位啊，即x/10，然后，注意边界，x要>9才能继续递归，否则要输出x%10（因为还有最后一位）。

关于细节

无……

代码

 1 void print(int x)//这里当然不用实参
 2 
 3     if(x<0)//负数
 4     
 5         putchar(‘-‘);
 6         x=-x;
 7     
 8     if(x>9)//只要x还是2位数或更多就继续分解
 9         print(x/10);//这里递归完后栈里面x的每一位是倒过来的（关于递归，我也实在解释不清楚，各位去看看神犇们的递归解释吧）
10     putchar(x%10+‘0‘);//输出（要把int型变为char型，加‘0‘即可）
11 

至于输出优化，目前还没发现什么太跳的，毕竟写输出优化的就少。

对比

为了能看出优势，我做了一个对比： 
Test.cpp:

 1 #include<cstdio>
 2 #include<ctime>
 3 #include<windows.h>
 4 using namespace std;
 5 #define TIMES 1000000
 6 double A[5];
 7 void print(int x)
 8 
 9     if(x<0)putchar(‘-‘),x=-x;
10     if(x>9)print(x/10);
11     putchar(x%10+‘0‘);
12 
13 void read(int &x)
14 
15     int f=1;x=0;char s=getchar();
16     while(s<‘0‘||s>‘9‘)if(s==‘-‘)f=-1;s=getchar();
17     while(s>=‘0‘&&s<=‘9‘)x=x*10+s-‘0‘;s=getchar();
18     x*=f;
19 
20 int main()
21 
22     freopen("in.txt","r",stdin);
23     freopen("111.txt","w",stdout);
24     int a;
25     double t1,t2;
26     t1=clock();
27     for(int i=1;i<=TIMES;i++)
28         scanf("%d",&a);
29     t2=clock();
30     A[1]=(t2-t1)/1000;
31     t1=clock();
32     for(int i=1;i<=TIMES;i++)
33         read(a);
34     t2=clock();
35     A[2]=(t2-t1)/1000;
36     t1=clock();
37     for(int i=1;i<=TIMES;i++)
38         printf("%d",a);
39     t2=clock();
40     A[3]=(t2-t1)/1000;
41     t1=clock();
42     for(int i=1;i<=TIMES;i++)
43         print(a);
44     t2=clock();
45     A[4]=(t2-t1)/1000;
46     fclose(stdout);//为了不输出前面一堆东西
47     freopen("out.txt","w",stdout);
48     printf("Scanf:  %.4lf S\\n",A[1]);
49     printf("Read:   %.4lf S\\n",A[2]);
50     printf("Printf: %.4lf S\\n",A[3]);
51     printf("Print:  %.4lf S",A[4]);
52 

Data.cpp:

 1 #include<cstdio>
 2 #include<ctime>
 3 #include<cstdlib>
 4 #define TIMES 1000000
 5 #define MAXN 100000
 6 int main()
 7 
 8     srand(time(NULL));
 9     freopen("in.txt","w",stdout);
10     for(int i=1;i<=TIMES*2;i++)
11     
12         if(rand()%2)
13             printf("-");
14         printf("%d\\n",rand()%MAXN);
15     
16 

如果你想测cin，cout，自己试试吧…… 
以下是我的测试结果（测5次，数据一模一样）：

次数        scanf耗时              read耗时                 printf耗时              print耗时
1             0.2960 S                0.0790 S                0.1870 S               0.0630 S
2             0.2960 S                0.0940 S                0.1720 S               0.0630 S
3             0.2810 S                0.0780 S                0.1870 S               0.0630 S
4             0.2960 S                0.0790 S                0.1870 S               0.0470 S
5             0.2970 S                0.0780 S                0.1720 S               0.0630 S

这里用了1000000组数据，输入优化比scanf快了约0.2秒，也就是说，每50万组数据读入优化要快0.1秒（100ms），刚好符合了最开始的数据范围。

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作者：∞∑
来源：CSDN
原文：https://blog.csdn.net/c20190102/article/details/69710341
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