在這種情況下，為什么“ printf scanf”比“ cout cin”慢？

Question

我試圖完成UVa問題：11559-活動計划。 但是，我發現一些令我困惑的東西。 我已經使用printf和scanf作為IO編寫了代碼，但是判斷中出現了“超過時間限制”。 然后我使用cin和cout更改了代碼，然后獲得了“接受”。 cin或cout是不是比scanf和printf慢？ 這是我的代碼。

“ stdio.h”版本

#define inf 500000000

using namespace std;

int N, B, H, W;
int main ()
{
    while(scanf("%d %d %d %d", &N, &B, &H, &W)){
        int cost = inf;
        for(int i = 0; i < H; i++){
            int P, k ;
            scanf("%d",&P);
            for(int j = 0; j < W; j++){
                scanf("%d",&k);
                if(k >= N && N*P < cost) cost = N*P;
            }
        }
        if(cost <= B) printf("%d\n",cost);
        else{
            printf("stay home\n");
        }
    }
    return 0;

}

“ iostream”版本

#define inf 500000000

using namespace std;

int N, B, H, W;
int main ()
{
    while(!cin.eof()){
        int cost = inf;
        cin >> N >> B >> H >> W;
        if(cin.eof()) break;
        for(int i = 0; i < H; i++){
            int P, k ;
            cin >> P;
            for(int j = 0; j < W; j++){
                cin >> k;
                if(k >= N && N*P < cost) cost = N*P;
            }
        }
        if(cost <= B) cout << cost << endl;
        else{
            cout << "stay home" << endl;
        }
    }
    return 0;
}

Answer 1

不， cin和cout與使用printf / scanf並無顯着差異。 但是， endl將調用ofstream::flush() ，它與printf("%d\\n", cost); fflush(stdout); printf("%d\\n", cost); fflush(stdout); ，並且我希望您這樣做的話，它在那里的運行速度也會變慢。

同樣，將cin與scanf或類似的東西混合會增加更多的時間，因為代碼必須始終“同步”兩個I / O流。 我建議您將scanf輸入重寫為：

while(scanf("%d %d %d %d", &N, &B, &H, &W) != EOF){
    int cost = inf;
    // remove scanf and cin.eof() line here
    ...
}

為了證明我的觀點（至少是輸出）：

#include <iostream>
#include <cstdio>

using namespace std;

static __inline__ unsigned long long rdtsc(void)
{
    unsigned hi, lo;
    __asm__ __volatile__ ("rdtsc" : "=a"(lo), "=d"(hi));
    return ( (unsigned long long)lo)|( ((unsigned long long)hi)<<32 );
}

int main(int argc, char **argv)
{

    unsigned long long t = rdtsc();
    if (argc > 1)
    {
        for(int i = 0; i < 1000; i++)
        {
            printf("%d", i);
        }
    }
    else
    {
        for(int i = 0; i < 1000; i++)
        {
            cout << i << "\n";
        }

    }

    t = rdtsc() - t; 
    cerr << "Time: " << t << endl;
}

當不帶參數（ argc == 1 ）運行並帶參數（ argc == 2 ）運行時，此輸出為：

$ ./a.out > foo.txt
Time: 1672894
$ ./a.out 1 > foo.txt
Time: 1513620

支持printf大約相差10％。 但是，當我運行任何基准測試時，我的系統中會有相當大的差異，因此應注意一點。 注意，使用endl代替"/n"會有很大的不同！

對於cin主場迎戰scanf ，有一個的缺點多一點差別scanf ：

#include <iostream>
#include <cstdio>

using namespace std;

static __inline__ unsigned long long rdtsc(void)
{
    unsigned hi, lo;
    __asm__ __volatile__ ("rdtsc" : "=a"(lo), "=d"(hi));
    return ( (unsigned long long)lo)|( ((unsigned long long)hi)<<32 );
}

int main(int argc, char **argv)
{

    unsigned long long t = rdtsc();
    if (argc > 1)
    {
        for(int i = 0; i < 1000; i++)
        {
            int tmp;
            scanf("%d", &tmp);
        }
    }
    else
    {
        for(int i = 0; i < 1000; i++)
        {
            int tmp;
            cin >> tmp;
        }

    }

    t = rdtsc() - t; 
    cerr << "Time: " << t << endl;
}


$ ./a.out < foo.txt
Time: 1990454
$ ./a.out 1 < foo.txt
Time: 4804226

如您所見， scanf慢了將近2.5倍...但是，我也看到了其他情況，它們之間的差別並不大。 我不完全確定為什么這里有這么大的差異。

總而言之，兩者之間存在差異，但是我相信James Kanze的答案更接近於解釋正在發生的事情-代碼根本無法完成，因為cin.eof()不會由scanf設置。

Answer 2

可以肯定的是： scanf對std::cin.eof()沒有影響。 因此，您的第一個代碼有一個無限循環。 第二個代碼實際上從std::cin讀取內容，並最終使std::cin.eof()返回true。

但是，這兩個代碼都有許多其他問題。 給定您的水平，您應該忘記scanf ； 這遠非危險而復雜。 到處使用std::cin 。 並檢查其是否成功輸入后 ，但使用效果（總是）前。 （ std::cin.eof() 不告訴你前面的輸入是否成功，也不確定下一個會成功或失敗。直到你知道，以前的輸入失敗，它的使用可能是一個錯誤。）

編寫代碼的慣用方式將涉及以下內容：

while ( std::cin >> N >> B >> H >> W ) ...

（除非沒有經驗豐富的C ++程序員會為它們使用全局變量；因此，也不要使用單個大寫字母作為名稱。）其他輸入也應以類似方式處理。

Answer 3

好。 我知道答案已經存在，但是我仍然看不到OP為何會觀察到的明確解釋。 因此，要從James's和Mats's的答案中獲得最大的收益，我將嘗試獲得一個很好的易於理解的解釋。

事情是第一次代碼不能運行每本身慢。 就像詹姆斯所說的那樣，有一個可能的無限循環。

為什么第一段代碼運行速度較慢？ 由於無休止的循環，自動判斷會在時間限制后將其殺死。 算法和I / O並不慢。

給定您的時間差：0.022s至1s。 （實際上）由於c和c ++之間的I / O實現差異，不可能有如此大的差異。

我沒有輸入示例。 但是我的賭注是，如果您從Mats的答案中獲得建議，並使用以下代碼，則第一個代碼將正常工作並給出相同的時間結果。

#include <stdio.h>
#include <stdlib.h>
#define inf 500000000
int N, B, H, W;
int main ()
{
    while(scanf("%d %d %d %d", &N, &B, &H, &W) != EOF){ //Mats' suggestion
        int cost = inf;
        //if(cin.eof()) break; //not needed `while` checks it
        for(int i = 0; i < H; i++){
            int P, k ;
            scanf("%d",&P);
            for(int j = 0; j < W; j++){
                scanf("%d",&k);
                if(k >= N && N*P < cost) cost = N*P;
            }
        }
        if(cost <= B) printf("%d",cost);
        else{
            printf("stay home\n");
        }
    }
    return 0;
}