奇技淫巧：NOIP的讀入優化

最近看到洛谷上面有一個讀入優化的代碼：

inline char get_char(){//勁者快讀
    static char buf[1000001],*p1=buf,*p2=buf;
    return p1==p2&&(p2=(p1=buf)+fread(buf,1,1000000,stdin),p1==p2)?EOF:*p1++;
}
inline short read(){
    short num=0;
    char c;
    while(isspace(c=get_char()));
    while(num=num*10+c-48,isdigit(c=get_char()));
    return num;
}

說實話第一個函數get_char的第二行，這么長一六三目運算符真心看不懂

（下面的read函數里面那個isspace()和isdigit()就是判斷這個字符是不是空格，是不是數字，是的就返回true，不是返回false。你看多沒用的函數= =）

然后我就把代碼百度了一下，發現還真有類似的東西：

inline char NC(void)
{
  static char buf[100000], *p1 = buf, *p2 = buf;
  if (p1 == p2) {
    p2 = (p1 = buf) + fread(buf, 1, 100000, stdin);
    if (p1 == p2) return EOF;
  }
  return *p1++;
}

於是研究了一會，發現這是一個極其神奇的讀入優化

一般來說我們讀入都用的scanf和cin，實在必要的時候可以用getchar讀入優化。

然后眾所周知，cin比scanf慢，getchar最快。

但是到底差距有多大很多人都不知道。

於是上個星期我做了一個賊有意思的測試，把scanf、cin、getchar（分為宏定義函數和內聯函數兩個）分別讀入1000000個數，然后輸出運行時間。

getchar的兩個函數貼在這里：

#define gi(a) do { \
  register char ch; \
  while((ch = getchar()) > '9' || ch < '0'); \
  for(a = ch-'0'; (ch = getchar()) >= '0' && ch <= '9'; a = a*10+ch-'0'); \
  }while(0)
inline void gi2(int &a) {
    register char ch; 
    while((ch = getchar()) > '9' ||ch < '0'); 
    for(a = ch-'0'; (ch = getchar()) >= '0' && ch <= '9'; a = a*10+ch-'0'; 
}
//（僅限正整數）

發現scanf大概比cin快2倍，getchar比cin快5倍。

其中宏定義的getchar稍稍比內聯的getchar快那么一點點點點。

然后就是今天我看到的玄學優化了。

https://www.byvoid.com/zhs/blog/fast-readfile

這里有所有讀入的速度評估（看來我還不是第一個干這種賊有意思的事情的wwww）

經過實測，這種優化比scanf快了10倍！

這個讀入用的是fread，我百度了一下，這是一種直接把文件所有字符全部讀入的一個函數。

函數原型是這樣的：

size_t fread ( void *buffer, size_t size, size_t count, FILE *stream) ;

可以看到有四個參數，分別是讀入的數組，讀入每個數據項的字節數，讀入的個數，以及讀入的文件stream。

返回的是讀到的數據項的個數。

此外還有個static關鍵字，就把它看成是函數里面的全局變量就行了，也就是說再用一次這個函數，里面的值不會變的。

此外static只有在第一次定義的時候才能賦值，之后調用的時候賦值是無效的，也就是說之后的調用函數這個賦值那一行是沒用的。

這里還有個點，看這一行：

p2 = (p1 = buf) + fread(buf, 1, 100000, stdin);

這里的=號的返回值就是賦值號右邊的那個值，也就是buf的值。

那么就等於寫成這樣：

p1 = buf; 
p2 = buf+ fread(buf, 1, 100000, stdin);

在我們一開始調用函數的時候，p1 p2都被賦值為buf的數組開始的位置，之后進入if語句，p2變成數據最后的位置（開始的位置+數據的長度 = 最后的位置）。

然后隨着每次返回，p1都會往前面移動一個，直到p1也遍歷到了最后的位置，p1 == p2

這時候再次進入if語句，然后同樣p2變成數據最后的位置，因為p1這時也是數據最后的位置了，所以p1照樣==p2，於是數據遍歷結束了，返回文件結束符EOF.

就這樣，完美模擬一次文件讀寫~

然后把if語句簡化就變成了那個很長一六的三目運算符：

inline char get_char(){//勁者快讀
    static char buf[1000001],*p1=buf,*p2=buf;
    return p1==p2&&(p2=(p1=buf)+fread(buf,1,1000000,stdin),p1==p2)?EOF:*p1++;
}

可以把這個模板背一下，然后就直接套自己的getchar讀入優化模板了。

當然也可以把這里面的static索性全部拿到外面去，變成全局變量，然后做一個宏定義：

char buf[1000001],*p1=buf,*p2=buf;
#define get_char() (p1==p2&&(p2=(p1=buf)+fread(buf,1,1000000,stdin),p1==p2)?EOF:*p1++)

雖說這樣肯定比內聯函數快，但是因為宏定義畢竟是機械式替換的……所以不保證不出玄學bug，慎用。（不過一般來說用我自己寫的模板不會有問題）

（其實我不會把只有一行語句的宏用do while(0)封裝起來，所以只能打個括號完事）

這個優化雖然快是快，但是因為奇技淫巧……不保證不出bug，所以還是謹慎使用。

就當做普及一個玄學優化吧。

這里有一個大神寫的整合版，大致原理是一樣的，不過代碼更簡單，而且讀入比我的又要快一倍（用的指針+一次性讀入所有的整數），代碼如下

const int MAXS = 60*1024*1024;
const int MAXN = 10000000;
char buf[MAXS];
int numbers[MAXN];

void analyse(char *buf,int len = MAXS)
{
    int i;
    numbers[i=0]=0;
    for (char *p=buf;*p && p-buf<len;p++)
        if (*p == ' ')
            numbers[++i]=0;
        else
            numbers[i] = numbers[i] * 10 + *p - '0';
}
void fread_analyse()
{
    freopen("data.txt","rb",stdin);
    int len = fread(buf,1,MAXS,stdin);
    buf[len] = '\0';
    analyse(buf,len);
}

最后貼上我把這個玄學優化寫進我的玄學getchar里面弄出的超級巨型玄學賊有意思奇技淫巧讀入優化

char buf[1000001],*p1=buf,*p2=buf;
#define get_char() (p1==p2&&(p2=(p1=buf)+fread(buf,1,1000000,stdin),p1==p2)?EOF:*p1++)
#define gi(a) do { \
  register char ch; \
  while((ch = get_char()) > '9' || ch < '0'); \
  for(a = ch-'0'; (ch = get_char()) >= '0' && ch <= '9'; a = a*10+ch-'0'); \
  }while(0)