ios::sync_with_stdio(false);

2023年10月6日 | 分类: 【概念】

参考：https://blog.csdn.net/weixin_45525272/article/details/114055623

sync_with_stdio 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，将输出流绑到了一起。

tie 函数可以将两个 stream 绑定，空参数的话返回当前的输出流指针。

在默认的情况下 cin 绑定的是 cout ，每次执行

<<

操作符的时候都要调用 flush ，这样会增加 IO 负担。可以通过 tie(0)（0表示NULL）来解除 cin 与 cout 的绑定，进一步加快执行效率。

在信息学竞赛里，经常出现数据集超大造成 cin TLE（Time Limit Exceed，时间限制超出）的情况。

这只是C++为了兼容而采取的保守措施。可以在 IO 之前将 stdio 解除绑定。
这样做了之后要注意不要同时混用 cout 和 printf 之类。

ios::sync_with_stdio(false);
cin.tie(0);
cout.tie(0);

// std::ios::sync_with_stdio(false);
// std::cin.tie(0),cout.tie(0);

原来 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，而这段代码可以来打消 iostream 的输入输出缓存，可以节省许多时间，使效率与scanf与printf相差无几。

这两句加上就可以提高C++代码输入输出执行效率使得和C相差无几。

参考：https://blog.csdn.net/yujuan_mao/article/details/8119529

在竞赛中，遇到大数据时，需要更快地读取文件，从而加快程序运行速度。

C++ 所使用的 cin 似乎并不擅长于此。

一个进阶的方法是把数据一下子读进来，然后再转化字符串，这种方法传说中很不错，但具体如何从没试过，因此今天就索性把能想到的所有的读数据的方式都测试了一边，结果是惊人的。

竞赛中读数据的情况最多的莫过于读一大堆整数了。

我生成一千万个随机数，存储于 data.txt 中，一共55MB。

然后我写了个程序用于计算运行时间，代码如下：

#include <ctime>
int main()
{
	int start = clock();
	//DO SOMETHING
	printf("%.3lf\n",double(clock()-start)/CLOCKS_PER_SEC);
}

最简单的方法就算写一个循环scanf了，代码如下：

const int MAXN = 10000000;
 
int numbers[MAXN];
 
void scanf_read()
{
	freopen("data.txt","r",stdin);
	for (int i=0;i<MAXN;i++)
		scanf("%d",&numbers[i]);
}

可是效率如何呢？在我的电脑Linux平台上测试结果为2.01秒。

接下来测试 cin ，代码如下

const int MAXN = 10000000;
 
int numbers[MAXN];
 
void cin_read()
{
	freopen("data.txt","r",stdin);
	for (int i=0;i<MAXN;i++)
		std::cin >> numbers[i];
}

cin 仅仅用了6.38秒，比想象的要快。

cin慢是有原因的，其实默认的时候，cin与stdin总是保持同步的，也就是说这两种方法可以混用，而不必担心文件指针混乱，同时cout和stdout也一样，两者混用不会输出顺序错乱。正因为这个兼容性的特性，导致cin有许多额外的开销。

如何禁用这个特性呢？只需一个语句：

std::ios::sync_with_stdio(false);

这样就可以取消 cin 与 stdin 的同步了。程序如下：

const int MAXN = 10000000;
 
int numbers[MAXN];
 
void cin_read_nosync()
{
	freopen("data.txt","r",stdin);
	std::ios::sync_with_stdio(false);
	for (int i=0;i<MAXN;i++)
		std::cin >> numbers[i];
}

取消同步后，经测试运行时间减到了2.05秒，与scanf效率不大。

所以，使用了此行代码后可以放心使用 cin 和 cout 了。

接下来测试一下读入整个文件再处理的方法，首先要写一个字符串转化为数组的函数，代码如下：

const int MAXS = 60*1024*1024;
char buf[MAXS];
 
void analyse(char *buf,int len = MAXS)
{
	int i;
	numbers[i=0]=0;
	for (char *p=buf;*p && p-buf<len;p++)
		if (*p == ' ')
			numbers[++i]=0;
		else
			numbers[i] = numbers[i] * 10 + *p - '0';
}

把整个文件读入一个字符串最常用的方法是用fread，代码如下：

const int MAXN = 10000000;
const int MAXS = 60*1024*1024;
 
int numbers[MAXN];
char buf[MAXS];
 
void fread_analyse()
{
	freopen("data.txt","rb",stdin);
	int len = fread(buf,1,MAXS,stdin);
	buf[len] = '\0';
	analyse(buf,len);
}

测试读取时间仅用0.29秒，效率提高了几乎10倍！

我记得fread是封装过的read，如果直接使用read，是不是更快呢？测试代码如下：

const int MAXN = 10000000;
const int MAXS = 60*1024*1024;
 
int numbers[MAXN];
char buf[MAXS];
 
void read_analyse()
{
	int fd = open("data.txt",O_RDONLY);
	int len = read(fd,buf,MAXS);
	buf[len] = '\0';
	analyse(buf,len);
}