Szybka optymalizacja C++ przy wczytywaniu zmiennych

Wiele optymalizacji kodu C++ jest łudzących, ale zmiana formatu wczytywania dużej ilości danych nie jest jedną z nich. W końcu to konsola i ekran są najwolniejsze.

Większość operacji we/wy na konsolę w C++, zwłaszcza tych w interakcji z użytkownikiem, wykonywanych jest przez cin i cout. Operacje na tych strumieniach nie są oszałamiająco szybkie, lecz zestawiwszy to z czasem reakcji użytkownika zdecydowanie akceptowalne. Zwłaszcza, że są wygodne w użyciu.
Część programistów jednak i w programach o których z góry wiadomo, że wczytują dość dużo danych z konsoli nadal ich używa. Dwie metody z klasyczego C: scanf oraz printf są zdecydowanie szybsze. Scanf jest o tyle ciekawy, że można na raz wczytać kilka zmiennych definiując ich format, czy długość. Printf będzie istotny tam, gdzie chcemy np. dodać tłumaczenia a zmienne mają być w różnych miejscach lub formatach, np:

#include <stdio.h>
/* */
float score; string name, rank;
if (lang=="en")
  printf("Hi %s, your score is %f. Your rank is %s. Congratulations", name, score, rank);
else if (lang=="pl")
  printf("Cześć %s, Twój wynik to %0.3f. Gratulacje, Twoja ranga to teraz %s!", name, score, rank);

Jak widać można zformatować nie tylko kolejność stringów, ale także format liczb. Dokładnie rozpisane jest to na tej stronie.

Ale wróćmy do meritum, czyli wydajności. Poniższy kod został użyty do testowania na maszynie x86_64, na standardowe wejście przekazałem plik składający się ze 100'000 linijek z wartością 100000:

#include < iostream >
#include < cstdlib >
#include < time.h >
#include < stdio.h >
#include < sys/timeb.h >

using namespace std;
long long int t1,t2;

void strumieniowo(){
	int zmienna;
	for (int i=0; i< 50000; i++) cin >> zmienna;
}
void skanf(){
	int zmienna;
	for (int i=0; i< 50000; i++) scanf("%d", &zmienna);
}

long long int czas(){
	struct timeb tmb;
	ftime(&tmb);
	return tmb.time*1000+tmb.millitm;
}

int main(){
	srand((unsigned)time(NULL));
	struct timeb tmb;
	cout<<"STREAM:  ";
	t1=czas();
	strumieniowo();
	t1=czas()-t1;
	cout<< t1<< "ms"<< endl;
	t2=czas();
	skanf();
	t2=czas()-t2;
	cout<< "SCANF:   "<< t2<< "ms"<< endl;
	return 0;
}

Wyniki są zatrważające: strumieniowe wczytanie zajmowało średnio 94ms, podczas gdy klasyczne 32ms.
I to często jest ostatni krok do" wzorcówki" na OI 😉