C 라인 읽기가 Python보다 느린 이유는 무엇이며 어떻게 최적화할 수 있습니까?

C와 Python의 줄 읽기 성능 비교: C가 느린 이유는 무엇인가요?

C와 Python을 사용하여 표준 입력에서 줄 읽기 성능을 비교할 때 다음과 같은 문제가 발생할 수 있습니다. C 코드가 Python 코드보다 훨씬 느리게 실행되는 경향이 있다는 사실에 놀랐습니다. 이는 두 언어의 기본 입/출력(I/O) 설정이 근본적으로 다르기 때문일 수 있습니다.

C의 입/출력 특성 이해

기본적으로 C 입력 스트림은 cin은 표준 I/O(stdio) 시스템과 동기화됩니다. 이는 cin이 입력 버퍼링을 피하고 필요에 따라 문자별로 데이터를 읽는다는 것을 의미합니다. 이 접근 방식은 C I/O 스트림을 stdio 함수와 혼합할 때 발생할 수 있는 문제를 방지하지만, 특히 대량의 데이터를 읽을 때 성능 저하가 발생합니다.

Python의 기본 입력 버퍼링

반면 Python 기본적으로 버퍼링된 입력을 사용합니다. Python의 표준 입력에서 읽을 때 인터프리터는 입력을 더 큰 덩어리로 읽어 필요한 시스템 호출 수를 줄입니다. 버퍼링은 시스템 호출과 관련된 오버헤드를 최소화하여 성능을 향상시키고 입력 처리 속도를 크게 높일 수 있습니다.

C 스트림 동기화 비활성화

C에서 Python과 유사한 성능을 얻으려면 동기화를 명시적으로 비활성화할 수 있습니다. ios_base::sync_with_stdio(false) 메서드를 사용하여 cin과 stdio 사이를 연결합니다. 이를 통해 cin이 입력을 독립적으로 버퍼링할 수 있어 성능이 향상됩니다.

추가 최적화: fgets 사용

getline(cin, input_line) 대신 fgets(input_line, sizeof(input_line) 사용을 고려하세요. , stdin) 직접. fgets는 스트림에서 입력 라인을 읽고 이를 문자 배열에 저장하는 C 함수입니다. cin 스트림을 피함으로써 오버헤드를 더욱 줄이고 잠재적으로 성능을 향상시킬 수 있습니다.

비교 결과

제공된 표에는 C 및 Python에서 다양한 접근 방식의 줄 읽기 속도가 요약되어 있습니다.

Implementation	Lines per Second
Python (default)	3,571,428
cin (default/naive)	819,672
cin (no sync)	12,500,000
fgets	14,285,714
wc (not fair comparison)	54,644,808

결과에서 알 수 있듯이 기본 C 구현은 Python보다 훨씬 느리게 수행됩니다. 그러나 스트림 동기화를 비활성화하거나 fgets를 직접 사용하면 C에서 비슷하거나 더 나은 성능을 얻을 수 있습니다.

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