Быстродействие считывания

#delphi #benchmark #cpp

Вообщем написаны 2 программы на Delphi и на C++ , провожу абсолютно однотипные операции(
считываю массив длинною 10 ^ 7) но почему то Delphi это делает на целую секунду быстрее,
кто может ответить в чем причина? и как можно ускорить в C++ ввод и вывод данных??


Вот программы, на Си и на Delphi

#include 
#include 

int n;
short a[10000000];

int main()
{
    freopen("output.txt", "r", stdin);
    freopen("input.txt", "w", stdout);

    scanf("%d\n", &n);
    for (int i = 0; i < n; i++)
        scanf("%hd", &a[i]);   
    printf("1");

    return 0;   
}




var n, i : integer;
      a : array[1..10000000] of shortInt;

begin
    reset(input, 'output.txt');
    rewrite(output, 'input.txt');

    ReadLn(n);
    for i := 1 to n do
      Read(a[i]);
    WriteLn('1');

    close(input);
    close(output);
end.  


Испытание 2.
  теперь первым выполняется exe - шник на c++ и в дельфи for заменен на while! все
остальное то же.



    var n, i : integer;
      a : array[1..10000000] of Integer;

begin
    reset(input, 'output.txt');
    rewrite(output, 'input.txt');

    ReadLn(n);
    i := 1;
    while ( i <= n ) do
    begin
      Read(a[i]);
      inc(i);
    end;
    WriteLn('1');

    close(input);
    close(output);
end.

    

Ответы

Ответ 1

Все очень просто. В случае с делфи, компилятор знает, что вызов Read будет читать
число. И только его. И может вставить правильный код сразу.
В случае с scanf ситуация не столь проста. Как минимум каждый раз будет делаться
парсинг строки формата. А это как не оптимизируй - медленно.
Что же делать?

писать свой парсер. Но как то не то.
использовать готовые парсеры, например boost.spririt
также, по ссылкам ниже, народ пишет, что если читать строку, а потом преобразовывать
с помощью atoi, то получается в 4 раза быстрее.

полезные ссылки

Снова про ввод/вывод в C++
scanf не предназначен для ввода большого кол-ва информации
sprintf/sscanf и скорость - понятия совместимые ?
рассуждают о том же


Ответ 2

Хотите быстро? Тогда забудьте об "удобных" функциях во внутреннем цикле.
Вот, например
#include 
#include 
#include 
#include 
#include 
#include 

#define fatal(msg) ({fprintf(stderr,"%s: %m",(msg)); exit(-1);})

int n;
short a[10000000];

int
main (int ac, char *av[])
{
  int in = open ("output.txt", O_RDONLY);
  if (in == -1)
    fatal("open output.txt");

  //  freopen("input.txt", "w", stdout);

  struct stat st;
  fstat (in,&st);
  printf ("len = %ld\n",(long)st.st_size);
  char *file = (char *)mmap(NULL,st.st_size,PROT_READ,MAP_PRIVATE,in,0),
    *p;
  if (!file)
    fatal("mmap");
  madvise(p,st.st_size,MADV_SEQUENTIAL);
  n = strtol(file,&p,10);
  printf ("n = %d\n",n);

  int i;
  for (i = 0; i < n; i++) {
    while (*p <= ' ')
      p++;
    a[i] = 0;
    while (*p >= '0') 
      a[i] = a[i]*10 + (*p++ - '0');
  }

  printf ("i = %d, a[%d] = %d\n",i,i-1,a[i-1]);
  exit(0);
}

avp@avp-xub11:~/hashcode$ gcc -O3 mapio.c -o mapio
avp@avp-xub11:~/hashcode$ tail -5 output.txt 
9999995
9999996
9999997
9999998
9999999
avp@avp-xub11:~/hashcode$ cat input.txt 
1 -27009
avp@avp-xub11:~/hashcode$ time ./mapio 
len = 78888899
n = 10000000
i = 10000000, a[9999999] = -27009

real    0m0.478s
user    0m0.180s
sys 0m0.228s
avp@avp-xub11:~/hashcode$

tail показывает конец входного файла, а в Вашу программу я вставил печать последнего
элемента a[], введенного scanf(), чтобы убедиться в результате своей программки.
Сейчас попробую просто прочесть весь файл read-ом вместо mmap-а.
 Дополнение 
Код меняем так
#if 0
  char *file = (char *)mmap(NULL,st.st_size,PROT_READ,MAP_PRIVATE,in,0),
    *p;
  if (!file)
    fatal("mmap");
  madvise(p,st.st_size,MADV_SEQUENTIAL);
#else
  char *file = malloc(st.st_size), *p;
  if (read (in,file,st.st_size) != st.st_size)
    fatal("read");
#endif

Получаем
avp@avp-xub11:~/hashcode$ gcc -O3 mapio.c -o mapio
avp@avp-xub11:~/hashcode$ time ./mapio 
len = 78888899
n = 10000000
i = 10000000, a[9999999] = -27009

real    0m0.989s
user    0m0.144s
sys 0m0.728s
avp@avp-xub11:~/hashcode$


Ответ 3

Подозреваю что си код
scanf("%hd", &a[i]);

делает больше чем паскаль код
Read(a[i]);

Думаю как минимум на разбор входной строки.


Ответ 4

На StackOverflow есть совершенно замечательный (по объёму проведённой работы) вопрос
на похожую тему: Why is reading lines from stdin much slower in C++ than Python?

Основная идея там в том, что cin и stdio в С++ по умолчанию синхронизированы и из-за
этого отключается буферизация. Надо делать 

cin.sync_with_stdio(false);


Подробно про это - там, в первом ответе. Попробуйте.


Ответ 5

Профилирование программ, тем более на разных языках - почти искусство:)
Однако - необходимость.
Когда-то (10 лет назад) тестировал компиляторы на разных тестах:
Один из видов тестов