输入输出优化

输入输出优化

　　\(C＋＋\) 库里有很多种输入与输出方式，我们最常用的是 \(scanf\) ， \(printf\) 和 \(cin\) ， \(cout\) 。除此之外，其它常见的还有： \(getchar\) ， \(putchar\) ， \(gets\) ， \(puts\) ， \(fgets\) ， \(fputs\) ， \(getline\) 等等。当输入或输出的数据量过大时，选择效率更高的输入与输出方式将为我们的程序运行节省不少时间。

基本原理

　　一般来说，在输入的效率方面，有 \(cin＜＜scanf＜cin（关闭同步流）＜＜getchar\) ，具体情况还要看评测环境。不过， \(getchar\) 的效率往往比 \(cin\) 和 \(scanf\) 高得多，因此，基于 \(getchar\) ， \(putchar\) 的输入输出优化应运而生。

效率分析

　　在绝大多数情况下，普通的输入输出优化已足以解决问题。然而，依然有极少数的题目会卡掉普通的输入输出优化。这时，需要使用比 \(getchar\) ， \(putchar\) 更快的 \(fread\) ， \(fwrite\) 。

核心代码

简易版

　　整数的输入输出优化。

templateinline bool read(T &x)
{
    x=0;register char c=getchar();register bool f=0;
    while(!isdigit(c)){if(c==EOF)return false;f^=c=='-',c=getchar();}
    while(isdigit(c))x=(x<<3)+(x<<1)+(c^48),c=getchar();
    if(f)x=-x;
    return true;
}
templateinline void print(T x)
{
    if(x<0)putchar('-'),x=-x;
    if(x>9)print(x/10);
    putchar(x%10^48);
}
templateinline void print(T x,char c){print(x),putchar(c);}

普通版

　　整数、浮点数、字符、字符数组、字符串的输入输出优化。

templateinline bool read(T &x)
{
    x=0;register char c=getchar();register bool f=0;
    while(!isdigit(c)){if(c==EOF)return false;f^=c=='-',c=getchar();}
    while(isdigit(c))x=(x<<3)+(x<<1)+(c^48),c=getchar();
    if(f)x=-x;
    return true;
}
templateinline bool readd(T &x)
{
    register ll X=0;register double y=1.0;register char c=getchar();register bool f=0;
    while(!isdigit(c)){if(c==EOF)return false;f^=c=='-',c=getchar();}
    while(isdigit(c))X=(X<<3)+(X<<1)+(c^48),c=getchar();
    x=X;
    if(c!='.')return true;
    c=getchar();
    while(isdigit(c))x+=(y/=10)*(c^48),c=getchar();
    if(f)x=-x;
    return true;
}
templateinline bool readc(T &x)
{
    register char c=getchar();
    while(c==' '||c=='\n'||c=='\r'||c=='\t')c=getchar();
    if(c==EOF)return false;
    x=c;
    return true;
}
templateinline bool readc(T *x)
{
    register char c=getchar();
    while(c==' '||c=='\n'||c=='\r'||c=='\t')c=getchar();
    if(c==EOF)return false;
    while(c!=' '&&c!='\n'&&c!='\r'&&c!='\t'&&c!=EOF)*x++=c,c=getchar();
    *x=0;
    return true;
}
templateinline bool reads(T &x)
{
    x="";register char c=getchar();
    while(c==' '||c=='\n'||c=='\r'||c=='\t')c=getchar();
    if(c==EOF)return false;
    while(c!=' '&&c!='\n'&&c!='\r'&&c!='\t'&&c!=EOF)x+=c,c=getchar();
    return true;
}
templateinline void print(T x)
{
    if(x<0)putchar('-'),x=-x;
    if(x>9)print(x/10);
    putchar(x%10^48);
}
templateinline void printd(T x,ll y)
{
    static ll mul[]={1};
    for(register ll i=1;i<=18;i++)
        mul[i]=(mul[i-1]<<3)+(mul[i-1]<<1);
    if(x<-1e-12)putchar('-'),x=-x;
    x*=mul[y];
    register ll x1=(ll)round(x),x2=x1/mul[y],x3=x1-x2*mul[y];
    print(x2);
    if(y>0)
    {
        putchar('.');
        for(register ll i=1;iinline void printc(T x){putchar(x);}
templateinline void printc(T *x){while(*x)putchar(*x++);}
templateinline void prints(T x){for(register ll i=0;x[i]!='\0';i++)putchar(x[i]);}
templateinline void print(T x,char c){print(x),putchar(c);}
templateinline void printd(T x,ll y,char c){printd(x,y),putchar(c);}
templateinline void printc(T x,T c){printc(x),putchar(c);}
templateinline void printc(T *x,T c){printc(x),putchar(c);}
templateinline void prints(T x,char c){prints(x),putchar(c);}

加强版

　　基于 \(fread\) ， \(fwrite\) 的输入输出优化。需要注意的是，在使用此优化后，只有读到文件末尾才会停止输入，如果使用键盘输入数据，则需要手动添加 \(EOF\) （在 \(Windows\) 系统下， \(EOF\) 手动输入是按 \(Ctrl＋z\) ；在 \(Ubuntu\) 系统下， \(EOF\) 手动输入是按 \(Ctrl＋d\) ）。

#define getchar gc
#define putchar pc
inline char gc()
{
    static char buf[100000],*p1=buf,*p2=buf;
    return p1==p2&&(p2=(p1=buf)+fread(buf,1,100000,stdin),p1==p2)?EOF:*p1++;
}
static char buf[100000],*pp=buf;
templateinline void pc(T c)
{
    if(pp-buf==100000)fwrite(buf,1,100000,stdout),pp=buf;
    *pp++=c;
}
inline void fsh(){fwrite(buf,1,pp-buf,stdout);pp=buf;}
templateinline bool read(T &x)
{
    x=0;register char c=getchar();register bool f=0;
    while(!isdigit(c)){if(c==EOF)return false;f^=c=='-',c=getchar();}
    while(isdigit(c))x=(x<<3)+(x<<1)+(c^48),c=getchar();
    if(f)x=-x;
    return true;
}
templateinline bool readd(T &x)
{
    register ll X=0;register double y=1.0;register char c=getchar();register bool f=0;
    while(!isdigit(c)){if(c==EOF)return false;f^=c=='-',c=getchar();}
    while(isdigit(c))X=(X<<3)+(X<<1)+(c^48),c=getchar();
    x=X;
    if(c!='.')return true;
    c=getchar();
    while(isdigit(c))x+=(y/=10)*(c^48),c=getchar();
    if(f)x=-x;
    return true;
}
templateinline bool readc(T &x)
{
    register char c=getchar();
    while(c==' '||c=='\n'||c=='\r'||c=='\t')c=getchar();
    if(c==EOF)return false;
    x=c;
    return true;
}
templateinline bool readc(T *x)
{
    register char c=getchar();
    while(c==' '||c=='\n'||c=='\r'||c=='\t')c=getchar();
    if(c==EOF)return false;
    while(c!=' '&&c!='\n'&&c!='\r'&&c!='\t'&&c!=EOF)*x++=c,c=getchar();
    *x=0;
    return true;
}
templateinline bool reads(T &x)
{
    x="";register char c=getchar();
    while(c==' '||c=='\n'||c=='\r'||c=='\t')c=getchar();
    if(c==EOF)return false;
    while(c!=' '&&c!='\n'&&c!='\r'&&c!='\t'&&c!=EOF)x+=c,c=getchar();
    return true;
}
templateinline void print(T x)
{
    if(x<0)putchar('-'),x=-x;
    if(x>9)print(x/10);
    putchar(x%10^48);
}
templateinline void printd(T x,ll y)
{
    static ll mul[]={1};
    for(register ll i=1;i<=18;i++)
        mul[i]=(mul[i-1]<<3)+(mul[i-1]<<1);
    if(x<-1e-12)putchar('-'),x=-x;
    x*=mul[y];
    register ll x1=(ll)round(x),x2=x1/mul[y],x3=x1-x2*mul[y];
    print(x2);
    if(y>0)
    {
        putchar('.');
        for(register ll i=1;iinline void printc(T x){putchar(x);}
templateinline void printc(T *x){while(*x)putchar(*x++);}
templateinline void prints(T x){for(register ll i=0;x[i]!='\0';i++)putchar(x[i]);}
templateinline void print(T x,char c){print(x),putchar(c);}
templateinline void printd(T x,ll y,char c){printd(x,y),putchar(c);}
templateinline void printc(T x,T c){printc(x),putchar(c);}
templateinline void printc(T *x,T c){printc(x),putchar(c);}
templateinline void prints(T x,char c){prints(x),putchar(c);}
int main()
{
    return fsh(),0;
}