在信息学竞赛中   
    
    
   ，输入数据规模可能会很大


     


     


     

，这时候就需要注意文件读取的效率   
    
    
   。本文在 Linux 环境下测试了 C++ 几种常见读入方式的效率


     


     


     

。

1. 系统环境

Arch Linux x86_64

默认 Linux 内核 




 




 




，版本 6.1.3

gcc 12.2.0

ext4

2. 测试代码

编译命令（省略文件）：g++ -std=c++20   

   

   

  ，不开优化 




 




 




。

2.0 随机整数（32位有符号）生成

#include <climits> #include <fstream> #include <random> using namespace std; using i64 = long long; int main() { constexpr int N = 10000; ofstream fout("in"); random_device rd; mt19937 gen(rd()); for (int i = 0; i < N; ++i) { for (int j = 0; j < N; ++j) fout << (i64)gen() + (i64)INT_MIN << ; fout << \n; } return 0; }

2.1 freopen + scanf

#include <cstdio> using namespace std; int main() { freopen("in", "r", stdin); constexpr int N = 10000; int x; for (int i = 0; i < N; ++i) for (int j = 0; j < N; ++j) scanf("%d", &x); return 0; }

2.2 FILE*

#include <cstdio> using namespace std; int main() { FILE *fp = fopen("in", "r"); constexpr int N = 10000; int x; for (int i = 0; i < N; ++i) for (int j = 0; j < N; ++j) fscanf(fp, "%d", &x); return 0; }

2.3 ifstream

#include <fstream> using namespace std; int main() { ifstream fin("in"); constexpr int N = 10000; int x; for (int i = 0; i < N; ++i) for (int j = 0; j < N; ++j) fin >> x; return 0; }

2.4 freopen + cin

#include <cstdio> #include <iostream> using namespace std; int main() { freopen("in", "r", stdin); ios::sync_with_stdio(false); cin.tie(nullptr); constexpr int N = 10000; int x; for (int i = 0; i < N; ++i) for (int j = 0; j < N; ++j) cin >> x; return 0; }

2.5 快读

从洛谷模板题快速排序的最优解复制的快读模板（做了少量修改）

#include <cctype> #include <cstdio> #include <cstring> using namespace std; namespace IO { class qistream { static const size_t SIZE = 1 << 16, BLOCK = 32; FILE *fp; char buf[SIZE]; int p; public: qistream(FILE *_fp = stdin) : fp(_fp), p(0) { fread(buf + p, 1, SIZE - p, fp); } void flush() { memmove(buf, buf + p, SIZE - p), fread(buf + SIZE - p, 1, p, fp), p = 0; } qistream &operator>>(char &str) { str = getch(); while (isspace(str)) str = getch(); return *this; } template <class T> qistream &operator>>(T &x) { x = 0; p + BLOCK >= SIZE ? flush() : void(); bool flag = false; for (; !isdigit(buf[p]); ++p) flag = buf[p] == -; for (; isdigit(buf[p]); ++p) x = x * 10 + buf[p] - 0; x = flag ? -x : x; return *this; } char getch() { return buf[p++]; } qistream &operator>>(char *str) { char ch = getch(); while (ch <= ) ch = getch(); for (int i = 0; ch > ; ++i, ch = getch()) str[i] = ch; return *this; } }; } // namespace IO int main() { FILE *fp = fopen("in", "r"); IO::qistream fin(fp); constexpr int N = 10000; int x; for (int i = 0; i < N; ++i) for (int j = 0; j < N; ++j) fin >> x; return 0; }

3. 测试方法

运行一遍随机整数生成   

   

   

  。输出的 in 文件作为 5 份代码共同的输入文件

     

     

     
。 依次运行 5 份代码

     

     

     
，每份代码运行 5 次
  




  




  




，使用 bash 内置 time 命令进行计时  


  


  


 ，取最后 3 次运行时间取平均数
  




  




  




。

4. 测试结果

freopen + scanf FILE* ifstream freopen + cin 快读 10.471s 10.485s 6.767s 6.889s 4.967s