为什么 C 的 stdin 行读取速度明显慢于 Python，如何改进？

为什么在 C 语言中从 stdin 读取行明显比 Python 慢？

在本文中，我们旨在研究为什么从标准输入（stdin）读取字符串数据行）使用 C 通常比 Python 慢得多。我们首先检查提供的代码，确定潜在的关注领域。

C 代码

string input_line;
long line_count = 0;
time_t start = time(NULL);
int sec;
int lps;

while (cin) {
    getline(cin, input_line);
    if (!cin.eof())
        line_count++;
}

此代码使用 getline() 读取文本行stdin 并计算文件中的行数。但是，它在内部循环中一次读取文件的每个字符。这种方法效率低下，会导致过多的系统调用，从而导致执行缓慢。

C Streams 的默认设置

与 Python 不同，C Streams 的默认设置优先与 C 风格标准同步输入和输出功能。这种同步可确保 C 和 C 流一致地访问输入和输出资源。然而，这种同步也会阻止 C 流使用更高效的缓冲机制。

cin 与 stdio 同步，这会导致它避免任何输入缓冲。因此，cin 一次只能读取一个字符，使得该过程更加耗时。

性能改进

为了提高 C 代码的性能，我们可以禁用 cin 和 stdio 之间的同步。通过在程序开头添加语句 cin.sync_with_stdio(false)，我们可以允许 C 流独立缓冲其 I/O，从而显着提高速度。

替代方案：使用 fgets

另一个提高性能的有效方法是使用 fgets() 而不是getline()。 fgets 是一个 C 函数，它从 stdin 读取指定数量的字符到字符数组中，从而更好地控制缓冲过程。

基准测试结果

演示性能差异，使用包含 1 亿行的文件进行基准测试。使用原始（同步）C 代码、禁用同步的 C 代码和 Python 的结果如下：

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 a fair comparison)	54,644,808

在 C 中禁用同步带来了显着的改进，而使用 fgets 提供了更好的性能。需要注意的是，使用 wc 并不是一个公平的比较，因为它是专门为计数行而设计的。

结论

通过了解 C 流的默认设置并实现适当的优化，例如禁用流同步或使用 fgets，可以显着提高 C 代码从 stdin 读取行的性能，使其与 Python 对应物相当甚至更快。

以上是为什么 C 的 stdin 行读取速度明显慢于 Python，如何改进？的详细内容。更多信息请关注PHP中文网其他相关文章！