快讀快寫 模板

#include<cstdio>
#include<iostream>
#include<cctype>
using namespace std;
int read()
{
    int s = 0, f = 1;
    char ch = getchar();
    while(!isdigit(ch)) {
        if(ch == '-') f = -1;
        ch = getchar();
    }
    while(isdigit(ch)) {
        s = s * 10 + ch - '0';
        ch = getchar();
    }
    return s * f;
}
void write(int x)
{
    if(x < 0) {
        putchar('-');
        x = -x;
    }
    if(x > 9)
        write(x/10);
    putchar(x % 10 + '0');
    return;
}
int main()
{
    int a;
    a = read();
    write(a);
    return 0;
}

一些問題：

1. 快讀快寫比標准輸入輸出流以及C的格式化輸入輸出要快，主要是由於直接利用了單個字符操作，並且適用范圍僅限所定義的返回類型與輸出類型，犧牲了標准輸入輸出的普適性而換取了效率，在算法競賽中具有廣泛的應用空間。

2. 快讀、快寫函數的實現分別用到了循環和遞歸，從理論上講無法完成內聯，inline建議不會被編譯器采納；通過在vijos上對某一需要大量輸入的題目使用快讀進行測試，可以發現read()前加入或不加入inline的效率幾乎相同。由此可以判斷inline大概率被忽略，或是函數調用和返回的時間微不足道，個人認為inline沒有必要。（不理解的同學可從資料和各大博客了解內聯函數的相關知識）

3. 該方法利用了cctype庫中的字符判斷函數isdigit()，其效率與手寫ASCII碼判斷幾乎不相上下，甚至更快，可以說同時實現了簡潔與快捷，建議使用。

4. 理論上效率較高的寫法是將read中所定義的變量加入寄存器建議，但是實測的效率相差並不大。依然有指令被編譯器忽略的可能性，因此加不加入就看自己的想法了。

5. int read(void)函數也可以寫成void read(&int)的形式（對地址進行直接賦值操作），效率方面沒有太大差別，可以按照個人愛好采用不同風格。

6. 一種使用fread()函數可以進一步顯著提升讀入效率，但寫法較為復雜，且需要額外開辟內存，出錯率高，在OI中用途有限，有興趣的同學可以自行學習了解。

 

太原五中

袁盛琪

2019年3月26日

 

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2019.7.7 做一個補充

template <typename T>
void read(T &x) {
    x = 0;
    int f = 1;
    char ch = getchar();
    while (!isdigit(ch)) {
        if (ch == '-') f = -1;
        ch = getchar();
    }
    while (isdigit(ch)) {
        x = x * 10 + (ch ^ 48);
        ch = getchar();
    }
    x *= f;
    return;
}

以上是使用模板template的快速讀入。它可以讀取任何格式的整型數據。

再說明一個以前留下的小問題：register編譯建議是在每個函數進程中重新定義的，即便是讀入int64范圍的數據，函數變量也最多會迭代20次左右，每次把它定義在寄存器里其實有些雞肋。

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附上使用模板的快寫。

 

template <typename T>
void write(T x)
{
    if(x < 0) {
        putchar('-');
        x = -x;
    }
    if(x > 9)
        write(x/10);
    putchar(x % 10 + '0');
    return;
}