正负数读入优化模板

曾几何时,我都以为题目读入的数都是正数。。→_→。。。
too young too Naive
o((>ω< ))o
于是乎被坑了很多次。。。
以前都是天真地打简单的读入优化,
而神奇的老司机李肥老道老练,告诉我正负数读入优化都能打
感觉以前被逗。。不爽
~~蒟蒻%%%~~
老师告诉我们,借鉴是一种学习方式

CODE

int read(int &n)
{
    char ch=' ';int q=0,w=1;
    for(;(ch!='-')&&((ch<'0')||(ch>'9'));ch=getchar());
    if(ch=='-')w=-1,ch=getchar();
    for(;ch>='0' && ch<='9';ch=getchar())q=q*10+ch-48;n=q*w;return n;
}

于是乎就嘿嘿嘿了。。。

<think>嗯,用户想了解C++的读入优化。首先,我得回忆一下常规的输入方法有哪些问题。通常用cin或scanf,但在大量数据时可能会变慢。cin默认与C的stdio同步,虽然方便但影响性能。可能需要提到关闭同步流的方法,比如ios::sync_with_stdio(false),然后结合tie(0)来解绑。 接下来,用户可能需要更高效的读取方式,比如手写输入函数。这时候要考虑逐字符读取,处理数字和符号。需要注意负数的处理,以及非数字字符的跳过。比如,用getchar()逐个读取字符,直到遇到数字或负号,然后累积数字部分。 还要考虑缓冲区的问题,自己实现的读入函数通常比标准库快,因为减少了不必要的检查和格式化开销。可能需要举例说明如何实现一个读取整数的函数,包括处理前导空格、符号位,然后组合数字。 另外,可能得提到不同数据类型的处理,比如长整型或者更复杂的情况,但用户主要问的是读入优化,可能先以整数为例。同时,要提醒用户这种优化在竞赛或大数据处理中的重要性,但日常开发中可能不需要,因为可读性更重要。 需要检查是否有常见的错误,比如忘记处理负数,或者缓冲区溢出的问题。例如,使用循环读取字符,直到遇到非数字字符,同时转换字符为数字。代码示例要简洁,正确使用位运算组合数字,比如x = x * 10 + ch - '0'。 最后,总结使用读入优化的适用场景,以及可能的注意事项,比如关闭同步后不要混用C和C++的IO函数。确保回答结构清晰,分步骤解释,让用户理解为什么需要优化,如何实现,以及实际应用中的考虑。</think>C++读入优化是指通过自定义输入方法提升数据读取效率的技巧,在处理大规模数据时尤为重要。下面分步骤详细介绍: 一、常规输入的性能瓶颈 1. 标准库函数cin效率较低的原因: - 默认与C标准库的stdio保持同步(可使用`ios::sync_with_stdio(false)`关闭) - 自动类型推导带来额外开销 - 默认绑定到cout(可使用`cin.tie(0)`解除) 二、基础优化方法 ```cpp #include <iostream> using namespace std; int main() { ios::sync_with_stdio(false); cin.tie(0); int n; cin >> n; // 此时cin效率接近scanf } ``` 三、高级读入优化(手写快读函数) 原理:通过逐字符读取绕过格式解析 ```cpp inline int read() { int x = 0, f = 1; char ch = getchar(); while(ch < '0' || ch > '9') { if(ch == '-') f = -1; ch = getchar(); } while(ch >= '0' && ch <= '9') { x = (x << 3) + (x << 1) + (ch ^ 48); // 等价于x = x*10 + ch-'0' ch = getchar(); } return x * f; } ``` 四、优化原理分析 1. 使用`getchar()`直接操作输入缓冲区 2. 位运算代替乘法(`x << 3 + x << 1 = x*8 + x*2 = x*10`) 3. 批量读取减少系统调用次数 五、性能对比 | 方法 | 读取1e6个int耗时 | |---------------|------------------| | cin(默认) | ~1200ms | | cin(优化后) | ~400ms | | scanf | ~600ms | | 手写read() | ~200ms | 六、扩展优化技巧 1. 缓冲区一次性读取(适用于超大规模数据): ```cpp char buf[1<<20], *p1 = buf, *p2 = buf; inline char gc() { return p1==p2 && (p2=(p1=buf)+fread(buf,1,1<<20,stdin))==p1?EOF:*p1++; } ``` 2. 支持更多数据类型: ```cpp template<typename T> inline void read(T &x) { x = 0; T f = 1; char ch = gc(); while (!isdigit(ch)) f = (ch == '-' ? -1 : 1), ch = gc(); while (isdigit(ch)) x = x * 10 + ch - '0', ch = gc(); x *= f; } ``` 七、注意事项 1. 关闭同步流后不要混用C/C++输入输出 2. 文件操作时注意缓冲区刷新 3. 处理特殊边界情况(如INT_MIN) 4. 在Linux系统下性能提升更明显 八、适用场景 - 算法竞赛(如ACM-ICPC、NOI) - 需要处理1e5以上量级的数据 - 对程序运行时间有严格要求的场景 建议根据具体需求选择优化级别,日常开发中优先考虑代码可读性,仅在必要时使用读入优化
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