为什么ifstream :: read比使用迭代器快得多？

Question

实际上，有许多方法可以将文件读取为字符串。 两种常见的方法是使用ifstream :: read直接读取字符串，并使用steambuf_iterators和std :: copy_n：

使用ifstream :: read：

std::ifstream in {"./filename.txt"};
std::string contents;
in.seekg(0, in.end);
contents.resize(in.tellg());
in.seekg(0, in.beg);
in.read(&contents[0], contents.size());

使用std :: copy_n：

std::ifstream in {"./filename.txt"};
std::string contents;
in.seekg(0, in.end);
contents.resize(in.tellg());
in.seekg(0, in.beg);
std::copy_n(std::streambuf_iterator<char>(in), 
            contents.size(), 
            contents.begin();

许多基准测试表明，第一种方法比第二种方法要快得多（在我的机器上使用g ++-4.9的情况下，同时使用-O2和-O3标志，速度大约要快10倍），我想知道造成这种差异的原因是什么？性能。

Answer 1

read是单个iostream设置（每个iostream操作的一部分）和对操作系统的单个调用，直接读入您提供的缓冲区。

迭代器通过使用operator>>重复提取单个char来工作。 由于缓冲区的大小，这可能意味着需要进行更多的OS调用，但是更重要的是，这还意味着需要反复设置和拆除iostream哨兵，这可能意味着互斥锁，并且通常还意味着很多其他东西。 此外， operator>>是格式化的操作，而read是未格式化的，这是每个操作的额外设置开销。

编辑：疲倦的眼睛看到了istream_iterator而不是istreambuf_iterator。 当然，istreambuf_iterator不执行格式化输入。 它在流缓冲上调用sbumpc或类似的名称。 仍然有很多调用，并使用了缓冲区，该缓冲区可能比整个文件小。