读入、输出优化

　　在默认情况下， 是极为迟缓的读入/输出方式，而 比 快得多。

　　下文将详细介绍读入输出的优化方法。

　　这个函数是一个「是否兼容 stdio」的开关，C++ 为了兼容 C，保证程序在使用了 和 的时候不发生混乱，将输出流绑到了一起。同步的输出流是线程安全的。

　　这其实是 C++ 为了兼容而采取的保守措施，也是使 / 速度较慢的主要原因。我们可以在进行 IO 操作之前将 stdio 解除绑定，但是在这样做之后要注意不能同时使用 和 ，也不能同时使用 和 ，但是可以同时使用 和 ，也可以同时使用 和 。

　　tie 是将两个 stream 绑定的函数，空参数的话返回当前的输出流指针。

　　在默认的情况下 绑定的是 ，每次执行 操作符的时候都要调用 来清理 stream buffer，这样会增加 IO 负担。可以通过 （0 表示 NULL）来解除 与 的绑定，进一步加快执行效率。

　　但需要注意的是，在解除了 和 的绑定后，程序中必须手动 才能确保每次 展现的内容可以在 前出现。这是因为 被 buffer 为默认设置。例如：

　　和 依然有优化的空间，这就是本章所介绍的内容——读入和输出优化。注意，本页面中介绍的读入和输出优化均针对整型数据，若要支持其他类型的数据（如浮点数），可自行按照本页面介绍的优化原理来编写代码。

　　众所周知， 是用来读入 1 byte 的数据并将其转换为 类型的函数，且速度很快，故可以用「读入字符——转换为整型」来代替缓慢的读入

　　每个整数由两部分组成——符号和数字

　　整数的 '+' 通常是省略的，且不会对后面数字所代表的值产生影响，而 '-' 不可省略，因此要进行判定

　　10 进制整数中是不含空格或除 0~9 和正负号外的其他字符的，因此在读入不应存在于整数中的字符（通常为空格）时，就可以判定已经读入结束

　　C 和 C++ 语言分别在 ctype.h 和 cctype 头文件中，提供了函数 , 这个函数会检查传入的参数是否为十进制数字字符，是则返回 true，否则返回 false。对应的，在下面的代码中，可以使用 代替 ，也可以使用 代替 举例

　　读入 num 可写为

　　同样是众所周知， 是用来输出单个字符的函数

　　因此将数字的每一位转化为字符输出以加速

　　要注意的是，负号要单独判断输出，并且每次 %（mod）取出的是数字末位，因此要倒序输出

　　但是递归实现常数是较大的，我们可以写一个栈来实现这个过程举例

　　输出 num 可写为

　　通过 或者 可以实现更快的读入。

　　能将需要的文件部分读入内存缓冲区。 则会调度内核级函数，将文件一次性地映射到内存中，类似于可以指针引用的内存区域。所以在日常程序读写时，只需要重复读取部分文件可以使用 ，因为如果用 反复读取一小块文件，做一次性内存映射并且内核处理 page fault 的花费会远比使用 的内核级函数调度大。

　　一次性读入缓冲区的操作比逐个字符读入（,）要快的多。因为硬盘的多次读写速度是要慢于直接读取内存的，所以先一次性读到缓存区里再从缓存区读入要快的多。并且 确保了进程间自动共享，存储区如果可以也会与内核缓存分享信息，确保了更少的拷贝操作。

　　更通用的是 ，因为 不能在 Windows 环境下使用（例如 CodeForces 的 tester）。

　　类似于参数为 的 ，不过它更为快速，而且可以一次性读入若干个字符（包括空格换行等制表符），如果缓存区足够大，甚至可以一次性读入整个文件。

　　对于输出，我们还有对应的 函数

　　使用示例：，表示从 stdin 文件流中读入 SIZE 个大小为 1 byte 的数据块到 Buf 中。

　　读入之后的使用就跟普通的读入优化相似了，只需要重定义一下 getchar。它原来是从文件中读入一个 char，现在变成从 Buf 中读入一个 char，也就是头指针向后移动一位。

　　也是类似的，先放入一个 中，最后通过 一次性将 输出。

　　参考代码：

　　和 是有缓冲区的。这也就是为什么，如果输入函数紧跟在输出函数之后/输出函数紧跟在输入函数之后可能导致错误。程序结束关闭文件 输出 或者 到终端的时候（注：如果是输出到文件，则不会刷新缓冲区）手动 缓冲区满自动刷新 输出

　　如果你的程序使用多个类型的变量，那么可能需要写多个输入输出优化的函数。下面给出的代码使用 C++ 中的 实现了对于所有整数类型的输入输出优化。

　　如果要分别输入 类型的变量 a， 类型的变量 b 和 类型的变量 c，那么可以写成

　　关闭调试开关时使用 ,，退出时自动析构执行 。

　　开启调试开关时使用 ,，便于调试。

　　若要开启文件读写时，请在所有读写之前加入 。

　　http://www.hankcs.com/program/cpp/cin-tie-with-sync_with_stdio-acceleration-input-and-output.html

　　http://meme.biology.tohoku.ac.jp/students/iwasaki/cxx/speed.html

　　https://marc.info/？l=linux-kernel&m=95496636207616&w=2