C++整数快速读写模板（快速读入+快速写）详解

众所周知，C++的cin和cout速度很慢，在OJ上会耽误大量的时间

因此一般使用cin,cout时会在main的第一行加上一句：

iostream::sync_with_stdio(false);

这句话会解除cin,cout和stdio之间的同步锁这样cin和cout的速度会有明显的改善

和scanf和printf不相上下有时候甚至比后两者更快一些

但是注意 执行完上述语句后只能使用{cin,cout}和{printf,scanf,putchar,getchar}的一边

如果两个集合里的函数混用会导致输出顺序混乱（前面的和后面的字符穿插在一起乱七八糟）

我一般习惯解除同步锁之后直接用cin,cout

选择上面的方法或者直接采用scanf printf 基本上可以应付绝大多数问题但如果一道题目的数据量特别大

（比如T<10000000组输入数据每组若干个数的时候）以上方法也有些力不从心

这时就需要用到快速读入模板

这个模板的原理之一是用较快的getchar代替scanf或者cin 使速度有一个较大的提升

而一个一个字符地getchar显然效率上有些低所以更好的方法是用fread把数据读入缓冲区（一次数万个字符）再处理

这样几乎是最快的方法了

网上有一个很流行的快读模板（因为到处都是实在找不到发布源了）是这样的：

这个也是我们学校学长推荐的快读模板

namespace fastIO {#define BUF_SIZE 100000//fread -> readbool IOerror = 0;inline char nc() {static char buf[BUF_SIZE], *p1 = buf + BUF_SIZE, *pend = buf + BUF_SIZE;if(p1 == pend) {p1 = buf;pend = buf + fread(buf, 1, BUF_SIZE, stdin);if(pend == p1) {IOerror = 1;return -1;}}return *p1++;}inline bool blank(char ch) {return ch == ' ' || ch == '\n' || ch == '\r' || ch == '\t';}inline void read(int &x) {char ch;while(blank(ch = nc()));if(IOerror)return;for(x = ch - '0'; (ch = nc()) >= '0' && ch <= '9'; x = x * 10 + ch - '0');}inline void readll(long long int &x) {char ch;while(blank(ch = nc()));if(IOerror)return;for(x = ch - '0'; (ch = nc()) >= '0' && ch <= '9'; x = x * 10 + ch - '0');}#undef BUF_SIZE
};

上面模板的效率确实很高但是个人认为用函数来写读入很麻烦

比如输入三个整数a b c 必须要写read(a);read(b);read(c);才行而且上述模板不支持输入负数也很麻烦

于是我做了一些修改所有的读入函数使用重载运算符>>的方式实现

而且 不限制读入的数据类型（如果不是可以加速的整数类型会自动转给cin读入）

并且增加了一个快速写模板把整数的输出任务用putchar执行也提高了输出的速度

修改后的模板如下：（main函数中是测试代码）

#include <bits/stdc++.h>
using namespace std;
// *Copyright by i.Pear Works*
//本IO模块的用途是方便地读写大量整数
//若题目整数不多 请改用关闭同步锁的cin(因为本模块不支持关闭同步锁)或scanf
namespace FastIO{//不支持while(qin>>x)的多组数据输入方法
//任何情况下请不要关闭sync_with_stdio同步锁!!
//如果您选择关闭同步锁以获得更高的cin/cout速度 使用此模块会导致不可预期的后果//此处为负数读取功能开关
//若程序不会读入负数 请去除下方注释符号 以获得30%的输入提速
//#define DisableNegative true//此处为兼容性模式开关 若程序IO存在 *任何* *int/ll/char[]/string/char(包括空格回车)* 之外的类型
//请去除下方注释符号 降低一半的速度以获得兼容性
//#define EnableCompatibility trueclass Scanner{char cht;bool ifNegative;char stringBuf[10000];
#ifndef EnableCompatibility
#define BUF_SIZE 524288char nc(){static char buf[BUF_SIZE],*p1=buf+BUF_SIZE,*pend=buf+BUF_SIZE;if(p1==pend){p1=buf;pend=buf+fread(buf,1,BUF_SIZE,stdin);if(pend==p1)return ' ';}
#ifndef DisableNegativeif(*p1=='-'){ifNegative=true;p1++;return nc();}
#endifreturn *p1++;}
#elseinline char nc(){return getchar();}
#endifinline bool blank(char ch){return ch=='\r'||ch=='\n'||ch==' '||ch=='\t';}public:Scanner operator>>(int&x){
#ifndef DisableNegativeifNegative=false;
#endifwhile(blank(cht=nc()));for(x=cht-'0';(cht=nc())>='0'&&cht<='9';x=x*10+cht-'0');
#ifndef DisableNegativeif(ifNegative)x*=-1;
#endifreturn *this;}Scanner operator>>(long long int&x){
#ifndef DisableNegativeifNegative=false;
#endifwhile(blank(cht=nc()));for(x=cht-'0';(cht=nc())>='0'&&cht<='9';x=x*10+cht-'0');
#ifndef DisableNegativeif(ifNegative)x*=-1;
#endifreturn *this;}Scanner operator>>(string&str){int p=0;while(blank(cht=nc()));for(stringBuf[p++]=cht;!blank(cht=nc());stringBuf[p++]=cht);stringBuf[p]='\0';str=stringBuf;return *this;}Scanner operator>>(char str[]){int p=0;while(blank(cht=nc()));for(str[p++]=cht;!blank(cht=nc());str[p++]=cht);str[p]='\0';return *this;}template<typename F>inline Scanner operator>>(F&f){cin>>f;return *this;}};class Printer{int num;char chr[21];public:Printer operator<<(int x){if(x==0){putchar('0');return *this;}if(x<0)x*=-1,putchar('-');num=0;while(x) chr[++num]=(x%10)+48,x/=10;while(num) putchar(chr[num--]);return *this;}Printer operator<<(long long int x){if(x==0){putchar('0');return *this;}if(x<0)x*=-1,putchar('-');num=0;while(x) chr[++num]=(x%10)+48,x/=10;while(num) putchar(chr[num--]);return *this;}inline Printer operator<<(char x){putchar(x);return *this;}Printer operator<<(const char str[]){int p=0;while(str[p]!='\0'){putchar(str[p++]);}return *this;}inline Printer operator<<(string&x){for(string::iterator i=x.begin();i<x.end();i++)putchar(*i);return *this;}template<typename F>inline Printer operator<<(F&f){cout<<f;return *this;}};Scanner qin;Printer qout;
#define endl '\n'
}
using namespace FastIO;//-----------------模板到此结束 以下是测试代码--------------------int main(){//testfreopen("D:\\1.txt","r",stdin);long long int arr[10];for(int i=1;i<10;i++){qin>>arr[i];}for(int i=1;i<10;i++){qout<<arr[i]<<endl;}
}int main2(){// !!run this test with "EnableCompatibility" mode onfreopen("D:\\1.txt","r",stdin);long long int a;long long int b;int c;double d;string e;float f;qin>>a>>b>>c>>d>>e>>f;qout<<a<<" "<<b<<endl<<c<<" "<<d<<endl<<e<<" "<<f;
}

上面的“兼容性模式”是不再建立缓冲区而用疯狂getchar替代这样不会把后面不是整数的数据也存进缓冲区

实验证明这样速度会慢一半但是也比scanf快得多

如果不需要读取负数可以打开上面DisableNegative的开关编译时会少几个判断效率也有一些提升

在不开启兼容性+DisableNegative的模式下和原模板的速度没有区别

简述一下用法：只要把这段代码粘贴到您代码的最上方然后使用qin,qout（q是quick的意思）代替cin,cout就可以了

所有的输入输出都使用运算符<<,>>来进行

经过测速虽然用了大量的反复重载和类速度并未改变但从使用上来说也许会更方便一些

已知的一些问题：

1.qout不能正确的输出-9223372036854775808这个数（ll的最小值）因为去掉符号会溢出

但只有这一个数不能用实际需要输出这个数的场合也不多见就不为了它降低整体效率了

2.快速写部分对于绝大多数类型都有加速作用但是快读只对整数类型起作用

如果数据中不是含有大量的整数请慎用此模板（因为与sync_with_stdio不共存）

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