C语言输入输出效率优化
scanf 和 printf 作为C语言的标准输入输出函数,为了提高效率,也是有优化的空间的
注意,本页面中介绍的读入和输出优化均针对整型数据,若要支持其他类型的数据(如浮点数),可自行按照本页面介绍的优化原理来编写代码。
输入优化:
我们都知道,getchar 是用来读入一个字符的数据并将其转换为 char 类型的函数,且速度很快,故可以用“读入字符-转换为整型”来代替缓慢的读入
每个整数由两部分组成——符号和数字
整数的 '+' 通常是省略的,且不会对后面数字所代表的值产生影响,而 '-' 不可省略,因此要进行判定
10 进制整数中是不含空格或除 0~9 和正负号外的其他字符的,因此在读入不应存在于整数中的字符(通常为空格)时,就可以判定已经读入结束
C 和 C++ 语言分别在 ctype.h 和 cctype 头文件中,提供了函数 isdigit, 这个函数会检查传入的参数是否为十进制数字字符,是则返回 true,否则返回 false。对应的,在下面的代码中,可以使用 isdigit(ch) 代替 ch >= '0' && ch <= '9',而可以使用 !isdigit(ch) 代替 ch <'0' || ch> '9'
代码实现:
int read() {int x = 0, w = 1;char ch = 0;while (ch < '0' || ch > '9') // ch 不是数字时{ if (ch == '-') w = -1; // 判断是否为负ch = getchar(); // 继续读入}while (ch >= '0' && ch <= '9') // ch 是数字时{ x = x * 10 + (ch - '0'); // 将新读入的数字’加’在 x 的后面// x 是 int 类型,char 类型的 ch 和 ’0’ 会被自动转为其对应的// ASCII 码,相当于将 ch 转化为对应数字// 此处也可以使用 (x<<3)+(x<<1) 的写法来代替 x*10ch = getchar(); // 继续读入}return x * w
输出优化:
同样,putchar 是用来输出单个字符的函数,因此将数字的每一位转化为字符输出以加速。要注意的是,负号要单独判断输出,并且每次 %(mod)取出的是数字末位,因此要倒序输出
代码实现:
int write(int x) {if (x < 0) { // 判负 + 输出负号 + 变原数为正数x = -x;putchar('-');}if (x > 9) write(x / 10); // 递归,将除最后一位外的其他部分放到递归中输出putchar(x % 10 + '0'); // 已经输出(递归)完 x 末位前的所有数字,输出末位
}
但是递归实现常数是较大的,我们可以写一个栈来实现这个过程
int write(int x)
{static int sta[35];int top = 0;do {sta[top++] = x % 10, x /= 10;} while (x);while (top) putchar(sta[--top] + 48); // 48 是 '0'
}