高效的C++输入输出方法

一、使用cin和cout进行输入输出

在C++中，最基础的输入输出方法是使用cin和cout。它们的执行效率通常比较高，对于大部分简单的输入输出任务，也非常方便快捷。

#include 
using namespace std;

int main() {
    int a;
    cout << "请输入一个整数：" << endl;
    cin >> a;
    cout << "输入的整数是：" << a << endl;
    return 0;
}

  

上面的例子中，使用cout输出提示信息，使用cin读入整数，并使用cout再输出读入的整数。代码非常简单，十分实用。

二、使用printf和scanf进行输入输出

在C++中，也可以使用printf和scanf进行输入输出。这两个函数广泛应用于C语言中，但在C++中同样可以使用，并且它们的效率通常要比cin和cout高。

#include 

int main() {
    int a;
    printf("请输入一个整数：\n");
    scanf("%d", &a);
    printf("输入的整数是：%d\n", a);
    return 0;
}

  

上面的例子中，使用printf输出提示信息（注意换行符的使用），使用scanf读入整数，并使用printf再输出读入的整数。使用这种方式，需要注意格式化字符的使用。

三、使用iostream和cstdio混合使用

在C++中，也可以将iostream和cstdio进行混合使用，达到更高效的输入输出效果。在这种方式下，我们可以使用iostream中的cin和cout进行读写，同时使用cstdio中的printf和scanf进行读写。

#include 
#include 
   
using namespace std;

int main() {
    int a;
    printf("请输入一个整数：\n");
    scanf("%d", &a);
    cout << "输入的整数是：" << a << endl;
    return 0;
}

   
  

上面的例子中，使用printf输出提示信息，使用scanf读入整数，然后使用cout输出读入的整数。这种方式和使用printf和scanf的方式的效率相近，但同时具有iostream和cstdio的优点。

四、使用字符串流进行输入输出

在C++中，还可以使用字符串流（stringstream）进行输入输出。字符串流可以将字符串转换为数值型的变量，也可以将数值型的变量转换为字符串。这种方式虽然效率不如直接使用cin和cout，但是非常灵活，能够实现很多有意思的功能。

#include 
#include 
   
using namespace std;

int main() {
    string str;
    int a;
    getline(cin, str);
    stringstream ss(str);
    ss >> a;
    cout << "输入的整数是：" << a << endl;
    return 0;
}

   
  

上面的例子中，使用getline函数读入一行字符串，然后使用stringstream将这行字符串转换为整数。使用字符串流进行输入输出，可以让我们很方便地进行数据转换，但需要注意的是，这种方式的效率较低。

五、使用快速输入输出方法

在C++中，有一种叫做快速输入输出（Fast IO）的方法，能够实现极高的输入输出效率。这种方式的核心思想是将输入输出缓存起来，大量减少读写文件的次数，从而提高效率。

#include 
#include 
   
using namespace std;

inline void read(int &x) {
    register int c = getchar();
    while ((c < 48) || (c > 57)) {
        c = getchar();
    }
    x = c - 48;
    c = getchar();
    while ((c >= 48) && (c <= 57)) {
        x = (x << 3) + (x << 1) + c - 48;
        c = getchar();
    }
}

inline void write(int x) {
    if (x > 9) {
        write(x / 10);
    }
    putchar(x % 10 + '0');
}

int main() {
    int a;
    read(a);
    write(a);
    return 0;
}

   
  

上面的例子中，我们定义了两个inline函数，分别是read和write函数。这两个函数使用了register关键字，强调它们要被编译器放到寄存器中。这样做的目的是尽可能减少函数调用和变量存储在内存中的开销。

关于read和write函数的具体实现，可以看一下代码中的注释。这种输入输出方法需要借助于一些优化技巧，但相对应也获得了非常高的执行效率。

总结

本文介绍了C++中的多种高效的输入输出方法，它们分别是：

• 使用cin和cout进行输入输出
• 使用printf和scanf进行输入输出
• 使用iostream和cstdio混合使用
• 使用字符串流进行输入输出
• 使用快速输入输出方法

对于我们实际编写代码的过程中，要根据具体的需求选择适当的输入输出方法，这样才能兼顾效率和实用性。