快速输入输出C++：让你的程序更高效

C++是一个广泛使用的编程语言，经常用于开发高效、可扩展和可靠的应用程序。然而，输入和输出（I/O）是C++应用程序中最慢的部分之一。为了提高程序的效率，我们需要一些技巧和技术来优化输入和输出过程。

一、使用快速I/O库

C++标准库提供了cin和cout函数，它们是使用流进行输入和输出，但是速度较慢。一种解决方案是使用快速I/O库，如scanf和printf。这些函数使用缓冲区进行输入和输出，因此比使用流更快。此外，我们还可以使用getchar和putchar函数，它们适用于字符输入和输出。

#include <cstdio>

int main() {
    int a, b;
    scanf("%d %d", &a, &b);
    printf("%d\n", a + b);
    return 0;
}

二、禁用同步流

同步流是指输入和输出流在进行操作时，程序会自动将数据同步到内存。这种自动同步会影响程序的效率。因此，可以禁用同步流，将其切换为异步流。使用以下代码实现：

#include <iostream>

int main() {
    std::ios_base::sync_with_stdio(false);
    int a, b;
    std::cin >> a >> b;
    std::cout << a + b << '\n';
    return 0;
}

三、使用快速读写函数

使用快速读写函数可以加速输入和输出。例如，使用fread和fwrite函数可以一次读写多个字符。此外，C++17引入了std::filesystem库，其中包括了快速读写文件的函数。例如，我们可以使用std::filesystem::directory_iterator函数来遍历目录中的所有文件。

#include <cstdio>
#include <iostream>
#include <fstream>
#include <filesystem>

int main() {
    // 使用fread函数读取文件
    FILE *fp = fopen("test.txt", "rb");
    char buf[1024];
    fread(buf, 1, 1024, fp);
    std::cout << buf << std::endl;
    fclose(fp);
    
    // 使用std::filesystem库遍历目录中的所有文件
    std::filesystem::path p("/path/to/directory");
    for (const auto &entry : std::filesystem::directory_iterator(p)) {
        std::cout << entry.path() << std::endl;
    }
    
    return 0;
}

四、使用buffered_stream类

buffered_stream类是一个流缓冲器，在C++标准库中可用。它通过缓冲大量的输入和输出，减少了与I/O相关的系统调用。这将大大提高程序的效率。以下是使用buffered_stream类的示例：

#include <iostream>
#include <streambuf>

int main() {
    std::streambuf *pbuf = std::cin.rdbuf();
    std::istream in(pbuf);
    std::string s;
    // 读取输入，此时输入被缓冲
    in >> s;
    std::cout << s << std::endl;
    // 将缓冲区中的数据刷新到输出流
    std::cout.flush();
    return 0;
}

通过使用快速I/O库，禁用同步流，使用快速读写函数和使用buffered_stream类，可以有效提高C++程序的效率。