快速读入
1、为什么要有快读
好吧,有些题目看上去十分简单,例如https://www.luogu.com.cn/problem/P4305这道题,实际上数据量巨多,光是一个测试点就可能有几个MB,在这种情况下,就连scanf和printf函数都会超时Σ( ° △ °|||)︴我当初用scanf写时TLE了3个点。我才不会告诉你我是用unordered_map水过去的
所以我们需要找到另外的读入数据的方式。这时就要用到我们平时忽视的一个函数了——getchar()。你肯定会感到惊讶,但是我可以毫不犹豫地告诉你,这玩意确实比上述两个读入方式快许多。我们先一个萝卜一个坑,从读入int型开始慢慢做。
前面主要讲运行原理,如果是需要直接拿代码的,可以调到最后面去查看
2、输入int
有时输入并不会像你想的那么简单,常常会出现一些空格或回车。如果从当前字符直接开始读的话,就会多读入一些空格或者回车,导致数据出错。所以我们需要一个循环先过滤掉前面一些不需要的字符。
char ch = ' ';//初始化超重要的 while(ch < '0' || ch > '9') { ch = getchar();//此处用ch来充当变量 }
我们似乎要考虑一个情况,如果出现负数,会怎么样?没关系,在这个循环里加入一个判断,来确定是正数还是负数:
char ch = ' ';//初始化超重要的 int w = 1;//是1就是正数 while(ch < '0' || ch > '9') { if(ch == '-') w = -1;//是-1就是负数 ch = getchar();//此处用ch来充当变量 }
我这段代码有一个隐藏BUG。先让读者观摩几分钟,然后查一查BUG。
BUG就是:如果输入数据时" - 9",它也会判断为负数!不过没关系,很多题目的输入数据已经保证不会出现这种情况。如果还不放心,可以自己改一改(其实是我懒了)
目前已经将前面多余的字符过滤掉了,现在要处理的是后面数字部分。此时我们要引用一个新的变量s来存储所输入的数字。处理输入也很简单,不断输入直到不再是1~9之间的数:
while(ch >= '0' && ch <= '9') { s = s * 10 + ch - '0',//读入的数据是字符,需要减去一个ASCLL码 ch = getchar(); }
如此,我们最后返回数据就可以了。全代码:
inline int IntRead()//内联函数稍微快一点点 { char ch = getchar(); int s = 0, w = 1; while(ch < '0' || ch > '9') { if(ch == '-') w = -1; ch = getchar(); } while(ch >= '0' && ch <= '9') { s = s * 10 + ch - '0', ch = getchar(); } return s * w; }
int main() { int a; a = IntRead(); cout << a; }
(等会,我好像忘记打include了)
3、输入string字符串
处理完int输入,字符串输入相对来说简单多了。首先先处理完前面多余的回车与空格,然后再不断读入直到读到回车或空格。这里不再赘述直接上代码:
inline string StringRead() { string str; char s = getchar(); //处理多余回车或空格 while (s == ' ' || s == '\n' || s == '\r') { s = getchar(); } //不断读入直到遇到回车或空格 while (s != ' ' && s != '\n' && s != '\r') { str += s; s = getchar(); } return str; }
4、读入浮点数
终于到一个稍微复杂一点的地方了,读入浮点数。读入浮点数有两个策略,1是先读入字符串然后再进行处理,2是读入的过程中,先读整数部分,然后再读小数部分。这里我选择第二种。
前面处理多余字符和判断负数的方式与int相同,只是后面读入数字过程中要改变一下。我们引入两个变量n、k和m,n存储当前是读整数部分还是小数部分,k表示小数部分的值,m表示小数部分的长度(可省略,但为了方便阅读)。(这样写或许过于复杂?)如果读到小数点,便修改n的值,否则就看n的值来读入整数或小数。
最后返回答案时,直接将k转换为小数,然后加上整数部分,然后再决定是返回负数还是正数。
代码:
inline double DoubleRead() { //double的值可能很大,所以开long long long long s = 0, w = 1, k = 0, n = 0, m = 0; char ch = getchar(); //和int一毛一样有木有 while(ch < '0' || ch > '9') { if(ch == '-') w = -1; ch = getchar(); } while((ch >= '0' && ch <= '9') || ch == '.') { //n = 0代表读入整数,= 1代表读入小数 if (ch == '.') n = 1; else if (n == 0) s = s * 10 + ch - '0'; else k = k * 10 + ch - '0', m++; ch = getchar(); } return (pow(0.1, m) * k + s) * w; }
大致的读入方法就OK了,但是实际上我并没有对代码做优化。
快速读出
有一些题目依旧十分刁钻,输出量巨大,虽然我还没有找到例题,但可以肯定的是绝对有一些不怀好意的出题人会将数据量加大,所以,快速读出代码就闪亮登场了!
1、快速读出int
还是一点一点从0开始做起吧。
这里先放代码
inline void IntWrite (int s) { int k = 0, len = 0; if (s == 0) putchar('0'); while (s) { k = k * 10 + s % 10; s /= 10, len++; } for (int i = 0;i < len;i++) { putchar(k % 10 + '0'); k /= 10; } }
先一行行开始讲。如果数字是0,直接将0输出没毛病。我们写的时候会发现一个问题:我们无法得知开头的数字是什么!在不知道数字长度的时候,我们就计算不出开头的数字。那么我们换个角度:从结尾处开始计算。得到数结尾的数字很简单,直接对10取模就可以了。于是我们用一个变量k来存储s翻转过后的值,然后再将k翻转输出。比如将12翻转成21,然后就可以顺利输出。不过,遇到100这个数字,翻转后会成为1!我们就可以引入一个len来保证输出的数不会出错。
2、输出string
输出string就更加简单了!直接上代码:
inline void StringWrite(std::string str) { int i = 0; while (str[i] != '\0') { putchar(str[i]), i++; } }
或许有人会疑惑为什么是以'\0'来判断而不是以.length来获得string长度,因为后者的时间复杂度比前者高(想一想,为什么)。
3、输出double
输出double也不难,先将double转换为long long int型,转换过程中记录小数点在第几位。
inline void DoubleWrite(double a) { int mi = 0, s[100]; if (a == 0) putchar('0'); while (a != (long long int)a) { a *= 10, mi++; } long long int k = a, len = 0; while (k != 0) { s[len] = k % 10, len++, k /= 10; } for (len -= 1;len >= 0;len--) { if (len == mi - 1) putchar('.'); putchar(s[len] + '0'); } }
这里可能会有人有一些疑问:为什么前面输出int型时不用数组呢?因为double型可以有很多小数,一旦小数数位超过一定阀值就会爆long long int(也就是溢出),所以用数组存。
所有代码
inline int IntRead() { char ch = getchar(); int s = 0, w = 1; while(ch < '0' || ch > '9') { if(ch == '-') w = -1; ch = getchar(); } while(ch >= '0' && ch <= '9') { s = s * 10 + ch - '0', ch = getchar(); } return s * w; }
inline string StringRead() { string str; char s = getchar(); while (s == ' ' || s == '\n' || s == '\r') { s = getchar(); } while (s != ' ' && s != '\n' && s != '\r') { str += s; s = getchar(); } return str; }
inline double DoubleRead() { long long s = 0, w = 1, k = 0, n = 0, m = 0; char ch = getchar(); while(ch < '0' || ch > '9') { if(ch == '-') w = -1; ch = getchar(); } while((ch >= '0' && ch <= '9') || ch == '.') { if (ch == '.') n = 1; else if (n == 0) s = s * 10 + ch - '0'; else k = k * 10 + ch - '0', m++; ch = getchar(); } return (pow(0.1, m) * k + s) * w; }
inline void IntWrite(int s) { int k = 0, len = 0; if (s == 0) putchar('0'); while (s) { k = k * 10 + s % 10; s /= 10, len++; } for (int i = 0;i < len;i++) { putchar(k % 10 + '0'); k /= 10; } }
inline void StringWrite(std::string str) { int i = 0; while (str[i] != '\0') { putchar(str[i]), i++; } }
inline void DoubleWrite(double a) { int mi = 0, s[100]; if (a == 0) putchar('0'); while (a != (long long int)a) { a *= 10, mi++; } long long int k = a, len = 0; while (k != 0) { s[len] = k % 10, len++, k /= 10; } for (len -= 1;len >= 0;len--) { if (len == mi - 1) putchar('.'); putchar(s[len] + '0'); } }
最后
这一篇随笔算是比较短的,但是我还是花了一个下午的时间去码代码,但可能依旧有一些小错误。一些代码复制上来的时候我并没有仔细去检查,如果你发现了错误,欢迎在评论区里留言。