快速輸入輸出C++：讓你的程序更高效

C++是一個廣泛使用的編程語言，經常用於開發高效、可擴展和可靠的應用程序。然而，輸入和輸出（I/O）是C++應用程序中最慢的部分之一。為了提高程序的效率，我們需要一些技巧和技術來優化輸入和輸出過程。

一、使用快速I/O庫

C++標準庫提供了cin和cout函數，它們是使用流進行輸入和輸出，但是速度較慢。一種解決方案是使用快速I/O庫，如scanf和printf。這些函數使用緩衝區進行輸入和輸出，因此比使用流更快。此外，我們還可以使用getchar和putchar函數，它們適用於字符輸入和輸出。

#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

同步流是指輸入和輸出流在進行操作時，程序會自動將數據同步到內存。這種自動同步會影響程序的效率。因此，可以禁用同步流，將其切換為異步流。使用以下代碼實現：

#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、使用快速讀寫函數

使用快速讀寫函數可以加速輸入和輸出。例如，使用fread和fwrite函數可以一次讀寫多個字符。此外，C++17引入了std::filesystem庫，其中包括了快速讀寫文件的函數。例如，我們可以使用std::filesystem::directory_iterator函數來遍歷目錄中的所有文件。

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

int main() {
    // 使用fread函數讀取文件
    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庫遍歷目錄中的所有文件
    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類

buffered_stream類是一個流緩衝器，在C++標準庫中可用。它通過緩衝大量的輸入和輸出，減少了與I/O相關的系統調用。這將大大提高程序的效率。以下是使用buffered_stream類的示例：

#include <iostream>
#include <streambuf>

int main() {
    std::streambuf *pbuf = std::cin.rdbuf();
    std::istream in(pbuf);
    std::string s;
    // 讀取輸入，此時輸入被緩衝
    in >> s;
    std::cout << s << std::endl;
    // 將緩衝區中的數據刷新到輸出流
    std::cout.flush();
    return 0;
}

通過使用快速I/O庫，禁用同步流，使用快速讀寫函數和使用buffered_stream類，可以有效提高C++程序的效率。