深入C++库分析sync_with_stdio实现

最新推荐文章于 2025-04-10 19:48:21 发布

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关于sync_with_stdio(false)

sync_with_stdio(false)具备的基本特性：

在C++中sync_with_stdio(false)是一种提升cin、cout效率的手段。
尽量在使用cin、cout前调用sync_with_stdio(false)，因为cin、cout的特性在调用sync_with_stdio(false)前后有一定变化。
调用sync_with_stdio(false)后，scanf()、printf()和cin、cout混用将存在输入/输出顺序与调用顺序不一致。
sync_with_stdio(false)属于不可逆操作。

为了一探sync_with_stdio()中深刻的奥秘，索性去找了一份C++库的源码：

std::ios::sync_with_stdio(false)属于不可逆操作，调用sync_with_stdio(false)后，cin、cout与stdin、stdout之间解锁同步，再次调用sync_with_stdio(false/true)均不生效。stdin、stdout是C库中的标准输入和标准输出，C库中诸如prinf()、putchar()、puts()等接口都是对接stdout，scanf()、getchar()、gets()等接口都是对接stdin，和stdin、stdout对接的设备一般也称之为终端设备，终端设备向下可以和串口、网络、内存或文件等对接，对接怎样的硬件设备，输入输出就将在哪里进行。
sync_with_stdio(false)的核心动作在于解锁cin、cout和stdin、stdout之间的同步关系，为cin、cout、cerr、clog重新分配缓冲区，如果在C++中开启了宽字符，还将为wcin、wcout、wcerr、wclog执行类似动作。scanf()、printf()和cin、cout为保持同步是公用了同一buf（终端设备缓冲），访问共同的终端设备，以此保证scanf()、printf()和cin、cout混用，输入输出顺序与调用顺序一致。

使用sync_with_stdio(false)后有两点感受很明显：

cin、cout效率提升明显。
cout行缓冲特性。
关于cout行缓冲，默认cout与stdout绑定在一起，cout不具备buf的管理权（buf管理权在终端设备），每次使用cout输出的内容都会直接交给stdout对应的设备，这种情况下cout行缓冲不生效。调用sync_with_stdio(false)后，cout具有自管理的buf，使用cout输出不会立即显示，都暂存在buf中，当输出达到一定长度时会将此前输出的内容显示出来，显示内容的容量由cout缓冲buf的大小决定，或者主动调用flush()，亦或者在cout结束添加endl（因为endl操作中包含了flush()），Windows和Linux上的C++都有这个特性。
调用sync_with_stdio(false)后，cin、cout直接访问终端设备，cin效率与scanf()基本一致，cout效率与printf()基本一致。在运行代码时感受到cin、cout更高，也仅仅是C++上层处理数据的策略不同，部分应该是得益于C++的缓冲技术，输入输出的数据都会在C++自管理的buf中转一圈在到上层应用或到底层设备。
看一段C++官方对于sync_with_stdio的描述：