c++ - 混合 cout 和 printf 以获得更快的输出

Question

在执行了一些测试后，我注意到 printf 比 cout 快得多。我知道它依赖于实现，但在我的 Linux 机器上 printf 快 8 倍。所以我的想法是混合两种打印方法:我想使用 cout 进行简单的打印，我计划使用 printf 来产生巨大的输出(通常在循环中) .只要在切换到其他方法之前不要忘记刷新，我认为这样做是安全的:

cout << "Hello" << endl;
cout.flush();

for (int i=0; i<1000000; ++i) {
    printf("World!\n");
}
fflush(stdout);

cout << "last line" << endl;
cout << flush;

这样可以吗？

更新:感谢所有宝贵的反馈。答案摘要:如果您想避免棘手的解决方案，只需坚持使用 cout 但不要使用 endl 因为它会隐式刷新缓冲区(减慢进程)。请改用 "\n"。如果您产生 large 输出会很有趣。

Answer 1

直接的回答是可以，没关系。

很多人就如何提高速度提出了各种想法，但对于哪种方法最有效似乎存在相当多的分歧。我决定编写一个快速测试程序，以至少了解哪些技术做了什么。

#include <iostream>
#include <string>
#include <sstream>
#include <time.h>
#include <iomanip>
#include <algorithm>
#include <iterator>
#include <stdio.h>

char fmt[] = "%s\n";
static const int count = 3000000;
static char const *const string = "This is a string.";
static std::string s = std::string(string) + "\n";

void show_time(void (*f)(), char const *caption) { 
    clock_t start = clock();
    f();
    clock_t ticks = clock()-start;
    std::cerr << std::setw(30) << caption 
        << ": " 
        << (double)ticks/CLOCKS_PER_SEC << "\n";
}

void use_printf() {
    for (int i=0; i<count; i++)
        printf(fmt, string);
}

void use_puts() {
    for (int i=0; i<count; i++) 
        puts(string);        
}

void use_cout() { 
    for (int i=0; i<count; i++)
        std::cout << string << "\n";
}

void use_cout_unsync() { 
    std::cout.sync_with_stdio(false);
    for (int i=0; i<count; i++)
        std::cout << string << "\n";
    std::cout.sync_with_stdio(true);
}

void use_stringstream() { 
    std::stringstream temp;
    for (int i=0; i<count; i++)
        temp << string << "\n";
    std::cout << temp.str();
}

void use_endl() { 
    for (int i=0; i<count; i++)
        std::cout << string << std::endl;
}

void use_fill_n() { 
    std::fill_n(std::ostream_iterator<char const *>(std::cout, "\n"), count, string);
}

void use_write() {
    for (int i = 0; i < count; i++)
        std::cout.write(s.data(), s.size());
}

int main() { 
    show_time(use_printf, "Time using printf");
    show_time(use_puts, "Time using puts");
    show_time(use_cout, "Time using cout (synced)");
    show_time(use_cout_unsync, "Time using cout (un-synced)");
    show_time(use_stringstream, "Time using stringstream");
    show_time(use_endl, "Time using endl");
    show_time(use_fill_n, "Time using fill_n");
    show_time(use_write, "Time using write");
    return 0;
}

在使用 VC++ 2013(x86 和 x64 版本)编译后，我在 Windows 上运行了它。一次运行的输出(输出重定向到磁盘文件)如下所示:

          Time using printf: 0.953
            Time using puts: 0.567
   Time using cout (synced): 0.736
Time using cout (un-synced): 0.714
    Time using stringstream: 0.725
            Time using endl: 20.097
          Time using fill_n: 0.749
           Time using write: 0.499

不出所料，结果各不相同，但有几点我觉得很有趣:

1. 在写入 NUL 设备时，printf/puts 比 cout 快得多
• 但是 cout 在写入真实文件时保持得很好
2. 不少建议的优化措施收效甚微
   • 在我的测试中，fill_n 的速度几乎和其他任何东西一样快
3. 目前最大的优化是避免 endl
4. cout.write 给出了最快的时间(尽管可能差距不大

我最近编辑了代码以强制调用 printf。 Anders Kaseorg 好心指出——g++ 识别特定序列 printf("%s\n", foo); 等价于 puts( foo);，并相应地生成代码(即生成代码以调用 puts 而不是 printf)。将格式字符串移动到全局数组，并将其作为格式字符串传递会产生相同的输出，但会强制它通过 printf 而不是 puts 产生。当然，他们也有可能会在某一天对此进行优化，但至少现在(g++ 5.1)用 g++ -O3 -S 进行的测试确认它实际上是在调用 printf(之前的代码编译为对 puts 的调用)。