1, sync_with_stdio(), tie()的应用

Posted 2020-08-01 let_go

一、sync_with_stdio()

    这个函数是一个“是否兼容stdio”的开关，C++为了兼容C，保证程序在使用了std::printf和std::cout的时候不发生混乱，将输出流绑在了一起。

    在IO之前将stdio接触绑定，可以大大提高IO效率。在操作大数据时，cin，cout的速率也能很快了。

    现在，我们通过比较解除绑定前后cin，printf的速率来实际体验下sync_with_stdio()的作用。

    首先，我们先产生1000万个随机数作为测试数据。然后，分别用cin，scanf来读取数据，比较其效率

• data.cpp，产生1000万个随机数存贮在data.txt中，大概55M左右

 1 /* 
 2 本程序实现的功能： 
 3 生成1000万个可能重复的随机数，用作测试数据  
 4 并计算生成这些数据所用的时间  
 5 */  
 6 #include <iostream>  
 7 #include <ctime>   
 8 using namespace std;  
 9 #define SELF_RAND_MAX 0x7FFFFFFF  
10 int main()  
11 {  
12  
13     clock_t start_time = clock(); 
14    
15     srand(unsigned(time(0))); 
16    
17     const int MAX = 10000000;  
18     const int MIN = 1000;  
19 
20     freopen("data.txt","w",stdout);  
21  
22     for(int i = 0; i < 10000000; ++i){   
23         unsigned long data = rand() % (MAX - MIN + 1) + MIN; 
24         cout << data << \' \';  
25     }  
26     fclose(stdout);  
27     freopen("time.txt","w",stdout);  
28     cout << endl   
29          << "---the end---"   
30          << endl;  
31     //CLOCKS_PER_SEC控制精度，在windows环境下是1000,linux下是多少?  
32     //简单地说windows下是毫秒级，而linux下好像是纳秒级   
33     cout << "elapsed time:" << double(clock() - start_time) / CLOCKS_PER_SEC  
34          << \'s\' << endl;  
35       fclose(stdout);  
36 }  

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• test.cpp, 测试程序，读取data.txt中的数据，比较cin, printf的效率

 1 #include <iostream>
 2 #include <ctime>
 3 using namespace std;
 4 
 5 void scanf_read();
 6 void cin_read();
 7 
 8 const int MAXIN = 10000000;
 9 int numbers[MAXIN];
10 
11 int main () {
12     iostream::sync_with_stdio(false);
13     cin.tie(nullptr);
14     cout.tie(nullptr);
15     clock_t start_time = clock();
16     //do something
17     scanf_read();
18     //cin_read();
19     cout << "read time:"
20          << double(clock() - start_time) / CLOCKS_PER_SEC
21          << endl;
22 }
23 
24 void scanf_read() {
25     freopen("data.txt","r",stdin);
26     for (int i = 0; i < MAXIN; ++i) {
27         scanf("%d", &numbers[i]);
28     }
29 }
30 
31 
32 void cin_read() {
33     freopen("data.txt", "r", stdin);
34     for (int i = 0; i < MAXIN; ++i)  {
35         cin >> numbers[i];
36     }
37 }

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    运行结果（win7 32 i3处理器，mingw 4.9.2）：

• 解除绑定前

    通过scanf来读取1000万个随机数需要的时间：16.323s

    通过cin来读取1000万个随机数需要的时间：24.361s

     我们可以看到，cin的读取时间整整比scanf满了8秒。

• 解除绑定后

    通过scanf读取1000万个数据需要的时间：16.29s。

    通过cin来读取1000万个随机数需要的时间：4.946s，我们看到cin的读取时间整整缩短了20秒，比scanf的读取时间还快乐10秒。

• 解除绑定，并cin.tie(nullptr), cout.tie(nullptr)

     通过cin来读取1000万个随机数需要的时间：4.861s，数值上来看，比只解除绑定好像快了一丢丢。但效果不明显。这里提到了tie()函数，下面就来看看tie()函数。

二、tie()

    tie()用来绑定stream，空参数则返回当前的输出流指针。

    直接上程序，看看其是如何表现的。

• tie.cpp, 测试tie的实现效果。

 1 #include <iostream>
 2 #include <fstream>
 3 using namespace std;
 4 
 5 int main () {
 6     ostream *prevstr;
 7     ofstream ofs;
 8 
 9     ofs.open("test.txt");
10     cout << "Output to the screen" << endl;
11     
12     *cin.tie() << "Output to the screem, too" << endl;  //null parameters, return the default output stream, i.e. cout
13 
14     prevstr = cin.tie(&ofs);   // cin bind to ofs, and return the pre output stream, i.e. cout
15     *cin.tie() << "Output to the file, test.txt" << endl;
16 
17     *cin.tie(prevstr) << "Output to the file, too";
18     *cin.tie() << "Output to the screen, again";
19 
20     ofs.close();
21 
22     return 0;
23 
24 }

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    运行结果（环境同一）：

    控制台输出：

 

Output to the screen
Output to the screen, too
Output to the screen, again

    文件输出：   

     对照程序结果，我们可以很清楚的明白tie()的作用。就不多讲了。

PS:Open live writer怎么添加“代码插入”插件啊！！！看见有人用SyntaxHighlighter，自己折腾半天也没把SyntaxHighlighter和Open live writer整合在一起，傻傻的在网页上编辑。