【蓝桥杯C/C++】深入解析I/O高效性能优化:std::ios::sync_with_stdio(false)


在这里插入图片描述

博客主页: [小ᶻZ࿆]
本文专栏: 蓝桥杯C/C++

文章目录

  • 💯前言
  • 💯C 语言与 C++ 语言的输入输出对比
    • 1.1 C 语言的输入输出
    • 1.2 C++ 语言的输入输出
  • 💯 std::ios::sync_with_stdio(false) 的作用与意义
    • 2.1 什么是 std::ios::sync_with_stdio(false)
    • 2.2 使用 std::ios::sync_with_stdio(false) 的示例
    • 2.3 何时使用 std::ios::sync_with_stdio(false)
    • 2.4 性能比较
      • 示例对比
  • 💯cin 和 cout 的详细用法
    • 3.1 基本用法
    • 3.2 连续输入输出
    • 3.3 `endl` 与 `\n` 的区别
    • 3.4 使用 cin 和 getline 混合输入
    • 3.5 cin 的缓冲区问题与 cin.ignore()
  • 💯cin 和 cout 的格式化输出
    • 4.1 使用 `iomanip` 控制格式
    • 4.2 流操作符的重载
  • 💯小结


在这里插入图片描述


💯前言

  • 在 C 和 C++ 编程中,输入输出操作是非常基础且必不可少的部分。 然而,虽然 C 和 C++ 在语言特性上有很多共通点,但它们的输入输出机制存在显著差异。 本文旨在介绍从 C 语言转向 C++ 的过程中如何有效使用 C++ 的输入输出流 cincout,并特别详细地介绍 std::ios::sync_with_stdio(false) 这一特性对输入输出性能的影响。
    std::ios_base::sync_with_stdio
    在这里插入图片描述

💯C 语言与 C++ 语言的输入输出对比

在这里插入图片描述

  • 在 C 语言中,我们习惯于使用 printfscanf 来进行输入和输出,这些函数来自标准输入输出库 stdio.h。而在 C++ 中,提供了新的输入输出流库 <iostream>,并引入了 cincout 来处理输入输出。

1.1 C 语言的输入输出

在这里插入图片描述

在 C 语言中,我们使用以下的输入输出函数:

  • printf:格式化输出,将内容打印到控制台。
  • scanf:格式化输入,从用户输入中读取数据。

示例代码如下:

#include <stdio.h>int main() {int num;printf("Enter a number: ");scanf("%d", &num);printf("You entered: %d\n", num);return 0;
}

这种方式非常直观,使用格式化符号来指定输入输出的类型,但对于复杂的数据格式,可能会显得繁琐。


1.2 C++ 语言的输入输出

在这里插入图片描述

在 C++ 中,我们引入了 iostream 头文件,并使用 cincout 进行输入输出操作。

  • cout:用于标准输出,将数据打印到控制台。
  • cin:用于标准输入,从用户输入中读取数据。

对应的示例代码为:

#include <iostream>
using namespace std;int main() {int num;cout << "Enter a number: ";cin >> num;cout << "You entered: " << num << endl;return 0;
}

相比于 C 语言,C++ 的 cincout 使用运算符 >><< 来进行数据的输入和输出操作,这种方式更直观、易读,也与 C++ 面向对象的风格更加契合。


💯 std::ios::sync_with_stdio(false) 的作用与意义

在这里插入图片描述

当从 C 语言过渡到 C++ 时,许多人会注意到输入输出操作的速度问题。尤其是在处理大量数据时,cincout 的效率往往不如 scanfprintf。这就引出了 std::ios::sync_with_stdio(false) 的使用。


2.1 什么是 std::ios::sync_with_stdio(false)

在这里插入图片描述

std::ios::sync_with_stdio(false) 是 C++ 中用于设置输入输出流同步状态的函数。其作用是关闭 C++ 标准流(cincout)与 C 标准流(stdinstdout)的同步

在默认情况下,cincout 是与 C 的 scanfprintf 同步的。这种同步的好处是,可以确保 C 和 C++ 的输入输出操作按顺序执行,这对于混合使用 C 和 C++ 输入输出的程序是必要的。然而,这种同步也会带来显著的性能损耗,尤其是在需要进行大量输入输出操作的场合。

通过调用 std::ios::sync_with_stdio(false),我们可以关闭这种同步,从而显著提升 cincout 的输入输出性能。


2.2 使用 std::ios::sync_with_stdio(false) 的示例

在这里插入图片描述

下面的代码示例展示了如何使用 std::ios::sync_with_stdio(false) 提升输入输出效率:

#include <iostream>
using namespace std;int main() {ios::sync_with_stdio(false); // 关闭 C++ 与 C 的标准流同步cin.tie(nullptr);            // 解除 cin 和 cout 的绑定,提高效率int n;cin >> n;cout << "You entered: " << n << endl;return 0;
}

在这段代码中,使用 ios::sync_with_stdio(false) 可以让 cincout 的效率接近于 scanfprintf。此外,cin.tie(nullptr) 的作用是解除 cincout 的绑定,进一步提高输入输出的效率。


2.3 何时使用 std::ios::sync_with_stdio(false)

在这里插入图片描述

  • 适用场景:当你需要处理大量输入输出时,比如在算法竞赛中,std::ios::sync_with_stdio(false) 是一个非常有用的优化手段。
  • 注意事项:一旦关闭同步,不要混用 C 风格的输入输出(如 scanfprintf)和 C++ 的输入输出(如 cincout,否则可能会导致未定义行为,因为两者之间的同步已经被打破。

2.4 性能比较

在这里插入图片描述

为了直观展示 std::ios::sync_with_stdio(false) 对性能的影响,我们可以比较有无同步的情况下执行大量输入输出的速度。


示例对比

在这里插入图片描述

以下是对比代码:

  • 未关闭同步
#include <iostream>
using namespace std;int main() {int n;cin >> n;for (int i = 0; i < n; ++i) {int x;cin >> x;cout << x << "\n";}return 0;
}
  • 关闭同步
#include <iostream>
using namespace std;int main() {ios::sync_with_stdio(false);cin.tie(nullptr);int n;cin >> n;for (int i = 0; i < n; ++i) {int x;cin >> x;cout << x << "\n";}return 0;
}

在输入较大数据集时,第二段代码(关闭同步)通常会显著快于第一段代码。


💯cin 和 cout 的详细用法

在这里插入图片描述

接下来,我们将详细讲解 cincout 的用法,包括常见的操作、格式化输出以及一些高级用法。


3.1 基本用法

在这里插入图片描述

  • cout 用于输出

    int a = 5;
    cout << "Value of a is: " << a << endl;
    

    cout 使用 << 运算符进行输出,endl 用于换行并刷新缓冲区。

  • cin 用于输入

    int b;
    cin >> b;
    

    cin 使用 >> 运算符来获取用户输入的值。


3.2 连续输入输出

在这里插入图片描述

  • 连续输入多个值

    int x, y;
    cin >> x >> y;
    

    用户可以输入两个值,cin 会依次将它们赋值给 xy

  • 连续输出多个值

    cout << "x: " << x << ", y: " << y << endl;
    

    可以用 << 运算符连接多个输出内容。


3.3 endl\n 的区别

在这里插入图片描述

  • endl:用于换行,并刷新输出缓冲区,这在某些情况下(如日志输出、调试)很有用。
  • \n:只用于换行,不刷新缓冲区,因此相比 endl 更高效。

3.4 使用 cin 和 getline 混合输入

在这里插入图片描述

在处理带空格的输入时,cin 往往不够方便,因为它会在遇到空格或换行符时停止。此时可以使用 getline 函数读取整行输入:

#include <iostream>
#include <string>
using namespace std;int main() {string line;cout << "Enter a line of text: ";getline(cin, line);cout << "You entered: " << line << endl;return 0;
}

在上述代码中,getline 可以读取用户输入的整行文本,包括空格。


3.5 cin 的缓冲区问题与 cin.ignore()

在这里插入图片描述

当使用 cin 读取数据后,如果需要使用 getline,有时会遇到缓冲区中残留换行符的问题。这时可以使用 cin.ignore() 来清除缓冲区中的残留数据。

int main() {int n;cin >> n;cin.ignore();  // 忽略残留的换行符string line;getline(cin, line);cout << "You entered: " << line << endl;return 0;
}

这里的 cin.ignore() 用于忽略输入缓冲区中的一个字符(通常是换行符),避免对后续的 getline 产生影响。


💯cin 和 cout 的格式化输出

在这里插入图片描述


4.1 使用 iomanip 控制格式

在这里插入图片描述

C++ 提供了 <iomanip> 头文件,可以用来控制输出格式。例如:

  • setprecision:控制浮点数的精度。
  • setw:设置字段宽度。
  • setfill:设置填充字符。

示例:

#include <iostream>
#include <iomanip>
using namespace std;int main() {double pi = 3.14159265358979;cout << fixed << setprecision(2) << pi << endl; // 输出 3.14cout << setw(10) << setfill('*') << 42 << endl;  // 输出 ******42return 0;
}

这里的 setprecision(2) 设置了小数点后保留两位,而 setw(10)setfill('*') 用于设置宽度和填充字符。


4.2 流操作符的重载

在这里插入图片描述

C++ 中,<<>> 也是可以被重载的运算符。这使得我们可以为自定义类提供输入输出功能。例如:

#include <iostream>
using namespace std;class Point {
public:int x, y;Point(int x = 0, int y = 0) : x(x), y(y) {}friend ostream& operator<<(ostream& os, const Point& p) {os << "(" << p.x << ", " << p.y << ")";return os;}
};int main() {Point p(3, 4);cout << "Point: " << p << endl;  // 输出 Point: (3, 4)return 0;
}

通过重载输出运算符,我们可以方便地将自定义类型通过 cout 输出。


💯小结

  • 在这里插入图片描述
    std::ios::sync_with_stdio(false) 是 C++ 中用来关闭 C++ 标准流与 C 标准流同步的功能,通过关闭同步,可以显著提高输入输出的效率,尤其适用于大规模数据处理的场景。
  • cincout 提供了直观且强大的输入输出功能,相比于 C 语言的 scanfprintf 更符合 C++ 的面向对象编程风格。
  • 在进行高效输入输出时,需要了解 cin.tie(nullptr)endl\n 的区别,以及格式化输出的相关技巧。
    对于从 C 语言转到 C++ 的开发者来说,理解并合理使用 cincout,以及优化输入输出效率的 std::ios::sync_with_stdio(false),是非常重要的。这不仅能够帮助我们编写出更简洁、更符合 C++ 风格的代码,还能在面对大规模数据处理时有效提升程序的运行性能。

在这里插入图片描述


本文来自互联网用户投稿,该文观点仅代表作者本人,不代表本站立场。本站仅提供信息存储空间服务,不拥有所有权,不承担相关法律责任。如若转载,请注明出处:http://www.mzph.cn/news/887107.shtml

如若内容造成侵权/违法违规/事实不符,请联系多彩编程网进行投诉反馈email:809451989@qq.com,一经查实,立即删除!

相关文章

浏览器的事件循环机制

一、请简述浏览器的事件循环机制&#xff08;Event Loop&#xff09;基本原理 浏览器的事件循环机制是用于协调处理 JavaScript 中的异步任务与同步任务执行顺序的一种机制&#xff0c;它确保了代码能够按照合理的顺序执行&#xff0c;避免阻塞页面渲染等情况。其基本原理如下…

GaussDB 华为高斯数据库

GaussDB 是华为推出的一款企业级分布式数据库&#xff0c;旨在为企业提供高效、可靠、安全的数据库服务。GaussDB 基于华为在数据库领域的多年积累&#xff0c;结合人工智能技术和分布式架构&#xff0c;支持多种场景的数据存储与管理需求&#xff0c;是云计算、大数据、人工智…

【Word】一键批量引用论文上标——将正文字体改为上标格式

【Word】一键批量引用论文上标——将正文字体改为上标格式 写在最前面Word一键批量引用论文上标技巧分享核心思路&#xff1a;Word 替换功能 通配符步骤详解1. 打开 Word 替换功能2. 输入通配符模式3. 设置替换格式为上标4. 批量替换 实际效果展示技巧扩展 &#x1f308;你好呀…

SAP 零售方案 CAR 系统的介绍与研究

前言 当今时代&#xff0c;零售业务是充满活力和活力的业务领域之一。每天&#xff0c;由于销售运营和客户行为&#xff0c;它都会生成大量数据。因此&#xff0c;公司迫切需要管理数据并从中检索见解。它将帮助公司朝着正确的方向发展他们的业务。 这就是为什么公司用来处理…

【深度学习之一】2024最新pytorch+cuda+cudnn下载安装搭建开发环境

兵马未动&#xff0c;粮草先行。作为深度学习的初学者&#xff0c;快速搭建一个属于自己的开发环境就是头等大事&#xff0c;可以让我们节省许多的时间。这一期我们主要讲一讲2024年最新pytorchcudacudnn下载安装搭建开发环境&#xff0c;以及安装过程中可能遇到的一些问题以及…

STM32-- 串口介绍

rs485、rs232、rs422 rs485使用&#xff1a; max3485&#xff1a;3.3v左右驱动 max485&#xff1a;5v左右驱动&#xff0c;不过有时候3.3v驱动也可以使用&#xff0c;具体有什么问题或者通过电路规避问题还没有了解过。 rs485和rs422有相同的地方&#xff0c;485满足422的规…

python oa服务器巡检报告脚本的重构和修改(适应数盾OTP)有空再去改

Two-Step Vertification required&#xff1a; Please enter the mobile app OTPverification code: 01.因为巡检的服务器要双因子认证登录&#xff0c;也就是登录堡垒机时还要输入验证码。这对我的巡检查服务器的工作带来了不便。它的机制是每一次登录&#xff0c;算一次会话…

AI安全:从现实关切到未来展望

近年来&#xff0c;人工智能技术飞速发展&#xff0c;从简单的图像识别到生成对话&#xff0c;从自动驾驶到医疗诊断&#xff0c;AI技术正深刻改变着我们的生活。然而&#xff0c;伴随着这些进步&#xff0c;AI的安全性和可控性问题也日益凸显。这不仅涉及技术层面的挑战&#…

c++ 笔记

基础知识 1. 指针、引用2. 数组3. 缺省参数4. 函数重载5. 内联函数6. 宏7. auto8. const9. 类和对象10. 类的6个默认成员函数11. 初始化列表12. this指针13. C/C的区别14. C 三大特性15. 结构体内存对齐规则16. explicit17. static18. 友元类、友元函数19. 内部类20. 内存管理&…

介绍一下strncmp(c基础)

strncmp是strcmp的进阶版 链接介绍一下strcmp(c基础)-CSDN博客 作用 比较两个字符串的前n位 格式 #include <string.h> strncmp (arr1,arr2,n); 工作原理&#xff1a;strcmp函数按照ACII&#xff08;字符编码顺序&#xff09;比较两个字符串。它从两个字符串的第一…

得物彩虹桥架构演进之路-负载均衡篇

文 / 新一 一、前言 一年一更的彩虹桥系列又来了&#xff0c;在前面两期我们分享了在稳定性和性能2个层面的一些演进&优化思路。近期我们针对彩虹桥 Proxy 负载均衡层面的架构做了一次升级&#xff0c;目前新架构已经部署完成&#xff0c;生产环境正在逐步升级中&#xf…

【ubuntu】数学人的环境搭建

Python 语言环境 python 的 pip 第三方库管理 sudo apt install python3-pippython 的 idle 界面 sudo apt install idle3R 语言环境 sudo apt install r-cran-zoo### RStudio 界面 ubuntu sudo snap install rstudio --classicJulia 语言环境 sudo snap install julia --…

02:spring之AOP

一&#xff1a;AOP 简介 1&#xff1a;AOP的概念 AOP&#xff0c;Aspect Oriented Programming&#xff0c;面向切面编程&#xff0c;是对面向对象编程OOP的升华。OOP是纵向对一个事物的抽象&#xff0c;一个对象包括静态的属性信息&#xff0c;包括动态的方法信息等。而AOP是…

springboot整合hive

springboot整合hive pom.xml <?xml version"1.0" encoding"UTF-8"?> <project xmlns"http://maven.apache.org/POM/4.0.0" xmlns:xsi"http://www.w3.org/2001/XMLSchema-instance"xsi:schemaLocation"http://maven.…

初级数据结构——树

目录 前言一、树的基本概念二、二叉树三、树的表示方法四、树的遍历树的代码模版五、经典例题[2236. 判断根结点是否等于子结点之和](https://leetcode.cn/problems/root-equals-sum-of-children/description/)代码题解 六、总结结语 前言 从这一期开始数据结构开始有那么一点…

FreeRTOS信号量(二)

目录 1、计数型信号量简介 1、事件计数 2、资源管理 2、创建计数型信号量 ​编辑1、函数xSemaphoreCreateCounting() 2、函数xSemaphoreCreateCountingStatic() 3 、计数型信号量创建过程分析 4、释放和获取计数信号量 信号量的释放 1 、函数 xSemaphoreGive() 2、函…

加载指定会话最近消息

加载指定会话最近消息 前言 上一集我们就把三个标签页的加载列表的任务给完成啦&#xff01;那么我们这一集就来完成加载指定绘画最近消息的任务。 需求分析 我们点击了某个会话之后&#xff0c;我们就会去显示我们的会话的最近的N条消息。请看下图。 我们这里涉及到两个区…

SpringBoot3+SpringDataJPA+Ehcache3做分页查询的缓存优化

前言&#xff1a;关于集成Ehcache3的集成&#xff0c;需要了解的可以出门左转&#xff1a; https://blog.csdn.net/qq_42755868/article/details/143870473 这里 本文也是基于这个前置条件写的。大佬可以忽略哈。 基于上文&#xff1a;我们在做分页查询的时候&#xff0c;可以…

VS2022进行Libigl库编译

目录 一 编译OK 二 编译难点 2.1 cmake问题 2.2 文件编码问题 三 调用链接 一 编译OK 二 编译难点 2.1 cmake问题 vs2022直接多次cmake生成即可。 2.2 文件编码问题 格式保存为GB2312. 三 调用链接 https://github.com/libigl/libigl-example-project

风尚云网前端学习:一个简易前端新手友好的HTML5页面布局与样式设计

风尚云网前端学习&#xff1a;一个简易前端新手友好的HTML5页面布局与样式设计 简介 在前端开发的世界里&#xff0c;HTML5和CSS3是构建现代网页的基石。本文将通过一个简单的HTML5页面模板&#xff0c;展示如何使用HTML5的结构化元素和CSS3的样式特性&#xff0c;来创建一个…