OI 中各种输入方式的速度比较（C++，大量实测数据，附图表）

测试信息

本次共测试了以下几种输入方式的速度：

• scanf
• cin
• 快读
• 位运算快读
• fread() + 位运算快读
• 关闭同步流的 cin
• 开启 tie 绑定并关闭同步流的 cin

每组测试各输入方式均使用相同数据，为随机生成的 \(1000000\)（1E6） 个整数，范围在 \([-(2^{31}-1),2^{31}-1]\)（即 int 范围）。

所用配置为 12th Gen Intel(R) Core(TM) i5-12400 2.50 GHz，操作系统为 Windows 11

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所用代码：

数据生成

#include<cstdio>
#include<cstdlib>
#include<ctime>
using namespace std;
 
const int N=1e6;
 
inline int large_rand()
{
	bool op=rand()&1;
	long long huge_rand=rand()+(rand()<<15)+(rand()<<30);
	return op?-(huge_rand%(1ll<<32)):huge_rand%(1ll<<32);
}
int main()
{
	freopen("input.in","w",stdout);
	srand(time(NULL));
	for(int i=1;i<=N;i++)
		printf("%d ",large_rand());
	fclose(stdout);
	freopen("log.txt","a+",stdout);
	printf("Succeeded generated data.\n");
	fclose(stdout);
	return 0;
}
 

计时等部分

#include<cstdio>
#include<windows.h>
using namespace std;
 
const int N=1e6;
 
int main()
{
	freopen("input.in","r",stdin);
	freopen("log.txt","a+",stdout);
	
    LARGE_INTEGER StartingTime,EndingTime,ElapsedMicroseconds;
    LARGE_INTEGER Frequency;
 
    QueryPerformanceFrequency(&Frequency);
    QueryPerformanceCounter(&StartingTime);
	
	...
 
    QueryPerformanceCounter(&EndingTime);
    printf("xxx: %.4f ms\n",1000*((double)EndingTime.QuadPart-StartingTime.QuadPart)/Frequency.QuadPart);
    
    fclose(stdin);
	return 0; 
}

scanf

	int x;
    for(int i=1;i<=N;i++)
    	scanf("%d",&x);

cin

	int x;
    for(int i=1;i<=N;i++)
    	cin>>x;

快读

int read()
{
	int x=0,w=1;char ch=getchar();
	while(ch<'0'||ch>'9'){if(ch=='-')w=-1;ch=getchar();}
	while(ch>='0'&&ch<='9'){x=x*10+ch-'0';ch=getchar();}
	return x*w;
}
...
	int x;
    for(int i=1;i<=N;i++)
    	x=read();

位运算优化快读

int read()
{
	int x=0,w=1;char ch=getchar();
	while(ch<'0'||ch>'9'){if(ch=='-')w=-1;ch=getchar();}
	while(ch>='0'&&ch<='9'){x=(x<<3)+(x<<1)+(ch^'0');ch=getchar();}
	return x*w;
}
...
	int x;
    for(int i=1;i<=N;i++)
    	x=read();

fread() + 位运算优化快读

const int MAXSIZE=1<<20;
char buf[MAXSIZE],*p1,*p2;
#define gc()                                                               \
  (p1 == p2 && (p2 = (p1 = buf) + fread(buf, 1, MAXSIZE, stdin), p1 == p2) \
       ? EOF                                                               \
       : *p1++)
 
int rd()
{
	int x=0,f=1;
	char c=gc();
	while(!isdigit(c))
	{
		if(c=='-') f=-1;
		c=gc();
	}
	while (isdigit(c)) x=(x<<3)+(x<<1)+(c^48),c=gc();
	return x*f;
}
...
	int x;
    for(int i=1;i<=N;i++)
    	x=rd();

关闭同步流的 cin

	std::ios::sync_with_stdio(false);
	int x;
    for(int i=1;i<=N;i++)
    	cin>>x;

开启 tie 绑定并关闭同步流的 cin

	std::ios::sync_with_stdio(false);
	std::cin.tie(nullptr);
	int x;
    for(int i=1;i<=N;i++)
    	cin>>x;

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测试结果

log.txt 输出信息

#1
Succeeded generated data.
scanf: 425.8919 ms
cin: 1128.8144 ms
read: 204.4151 ms
read+: 208.4703 ms
read++: 35.9450 ms
cin ios: 127.2909 ms
cin tie ios: 129.4965 ms
 
#2
Succeeded generated data.
scanf: 442.5600 ms
cin: 1260.4899 ms
read: 210.9504 ms
read+: 209.6824 ms
read++: 44.4940 ms
cin ios: 127.7128 ms
cin tie ios: 144.6090 ms
 
#3
Succeeded generated data.
scanf: 438.7641 ms
cin: 1166.4752 ms
read: 213.7551 ms
read+: 230.8293 ms
read++: 44.0495 ms
cin ios: 135.8041 ms
cin tie ios: 137.5192 ms

表格统计

图表统计

根据统计，在百万较长整数（大多是九到十位数）的测试数据下，fread()等优化后的超级快读速度极快，快读及位运算优化快读的效率相似，ios 或 tie 优化后的 cin 效率较高，scanf 稍慢，裸 cin 的效率极低