快速 C++ 字符串 Output

Question

我有一个从 FPGA 输出数据的程序。 由于数据变化非常快，我正在尝试提高程序的速度。 现在我正在打印这样的数据

for (int i = 0; i < 100; i++) {
    printf("data: %d\n",getData(i));
}

我发现使用一个 printf 大大提高了速度

printf("data: %d \n data: %d \n data: %d \n",getData(1),getData(2),getData(3));

但是，正如您所看到的，它非常混乱，我不能使用 for 循环。 我尝试先使用sprintf连接字符串，然后一次打印所有内容，但它与第一种方法一样慢。 有什么建议么？

编辑：我已经先打印到文件，因为我意识到控制台滚动会是一个问题。 但是还是太慢了。 我正在为外部FPGA调试memory controller，所以越接近真实速度越好。

Answer 1

如果您正在写入标准输出，您可能无法影响这一切。

否则，设置缓冲

• setvbuf http://en.cppreference.com/w/cpp/io/c/setvbuf
• std::nounitbuf http://en.cppreference.com/w/cpp/io/manip/unitbuf
• 并解tie输入输出流（C++） http://en.cppreference.com/w/cpp/io/basic_ios/tie
• std::ios_base::sync_with_stdio(false) （感谢@Dietmar）

现在，众所周知，Boost Karma 的性能非常好。 但是，我需要更多地了解您的输入数据。

同时，尝试手动缓冲您的写入： Live on Coliru

#include <stdio.h>

int getData(int i) { return i; }

int main()
{
    char buf[100*24]; // or some other nice, large enough size
    char* const last = buf+sizeof(buf);
    char* out = buf;

    for (int i = 0; i < 100; i++) {
        out += snprintf(out, last-out, "data: %d\n", getData(i));
    }

    *out = '\0';
    printf("%s", buf);
}

Answer 2

哇，我不敢相信我没有早点这样做。

const int size = 100;
char data[size];
for (int i = 0; i < size; i++) {
    *(data + i) = getData(i);
}

for (int i = 0; i < size; i++) {
    printf("data: %d\n",*(data + i));
}

正如我所说， printf是瓶颈，而sprintf也没有太大的改进。 所以我决定直到最后都避免任何形式的打印，而是使用指针

Answer 3

多少数据？ 将其存储在 RAM 中，直到完成，然后打印。 此外，文件输出可能会更快。 根据终端的不同，您的程序可能会阻塞写入。 您可能希望选择可写性并直接写入 STDOUT。

基本上你不能在你想要一致的、可预测的性能的东西上做大量的同步终端 IO。

Answer 4

尝试在字符串末尾打印一个\\r而不是通常的\\n - 如果这适用于您的系统。 这样你就不会连续滚动。

这是否有效取决于您的环境。 而且，当然，如果数据变化非常快，您将无法读取所有数据。

您是否考虑过仅打印第n个条目？

Answer 5

我建议您将文本格式化为缓冲区，然后使用fwrite函数写入缓冲区。

基于 dasblinkenlight 的答案，使用fwrite而不是puts 。 puts函数正在搜索终止 nul 字符。 fwrite函数按原样写入控制台。

char buf[] = "data: 0000000000\r\n";
for (int i = 0; i < 100; i++) {
    // int portion starts at position 6
    itoa(getData(i), &buf[6], 10);

    // The -1 is because we don't want to write the nul character.
    fwrite(buf, 1, sizeof(buf) - 1, stdout);
}

您可能希望将所有数据读入单独的原始数据缓冲区，然后将原始数据格式化为“格式化”数据缓冲区，最后使用一次fwrite调用炸毁整个“格式化”数据缓冲区。

您希望尽量减少发送数据的调用，因为这涉及到开销。 fwrite函数写入 1 个字符的开销与写入 10,000 个字符的开销大致相同。 这就是缓冲的用武之地。使用 1024 个项目缓冲区意味着您使用 1 个函数调用来写入 1024 个项目，而 1024 个调用则每个写入一个项目。 后者是 1023 个额外的函数调用。

Answer 6

我从不使用 FPGA，所以我不知道是否可行，但使用优化标志可以通过“循环展开”提高 for 速度

尝试使用-O3标志或-O2编译代码（为了安全选项）