C++ 的 cincout和 C 的 scanfprintf等 IO 函数已经够我们是用了，但是它们很慢，尽管 cincout可以取消同步以优化，但还是不够快.

所以我们需要找一种更快的方式来输入输出，以防在 OI 中出现 TLE 的情况，便有了快读快输.

注：它们只能读取整数

(资料图片)

templateinline void rq(T& x) {    x = 0;    char c;    bool sign = 0;    while(!isdigit(c = getchar()))        if(c == "-")            sign = 1;    do        x = (x << 3) + (x << 1) + (c ^ 48);    while(isdigit(c = getchar()));    if(sign)        x = -x;    return;}

templateinline void wq(const T& x) {    T t = x;    static char _wq_buffer[39];    int bp = -1;    if(!t) {        putchar("0");        return;    }    if(t < 0)        putchar("-"), t = -t;    while(t)    {        _wq_buffer[++bp] = t % 10 + "0";        t /= 10;    }    for(int i = bp; i >= 0; i--)        putchar(_wq_buffer[i]);    return;}

templateinline void rq(T& x)

template是一个 C++ 的关键字，在这里它的作用是声明函数模板. 尖括号里的 class T可以理解为声明一个类型 T，这里的 class也可以替换成 typename，并无两样.

这个 T是什么类型一般取决于这里的 x是什么类型. 例如：

int x;rq(x); // T = intlong long y;rq(y); // T = long longchar z;rq(z); // T = char

inline是 内联，在这里是 内联函数，加上它可能会让程序运行的速度变快，类似于宏展开，但它做出的优化取决于编译器和函数的复杂程度， 有兴趣的可以看这位大佬的博客.

void在这里的意思是无返回类型函数.

T& x在这里是 引用传参，在此函数内更改 x对应传进来的参数也会更改，这里它和指针极为相似：

void swap1(int& a, int& b) {    int t = a;    a = b;    b = t;}void swap2(int* a, int* b) {    int t = *a;    *a = *b;    *b = t;}int main() {    int x = 1, y = 2;    swap1(x, y); // x = 2, y = 1    swap2(&x, &y); // x = 1, y = 2}

这两个的函数的功能都一样，在汇编层面也一样，只不过 swap1比 swap2的写法更简便，更像是 C++ 相对于 C 特有的语法糖.

x = 0;char c;bool sign = 0;

x = 0，这里一般清零，因为传进来的 x的值不确定，如果不是 \(0\) 会导致接下来的运算出错，从而导致读入无效. 如果可以保证传进来的 x等于 \(0\) ，则可以省略这一行.

char c，这个 c是读入的字符，一般 IO 都是靠字符，然后再转化为数字等别的类型.

bool sign = 0，这个 sign表示 x 的符号，\(0\) 表示 \(x \geq 0\) ，\(1\) 表示 \(x < 0\) . 在这里必须清零，因为这是在函数内，如果不清零，它的值是不确定的，从而导致 x的正负性受到影响. 如果可以保证读入的数是一个非负整数，则可以省略这一行以及相关的内容.

while(!isdigit(c = getchar()))    if(c == "-")        sign = 1;

此部分是跳过不是数字的时候并确定 x的符号.

c = getchar()是读入一个字符，getchar()是一个较快的方法，比 cin >> c和 scanf("%c", &c)快.

!isdigit(...)是判断该字符是否是一个非数字. 为什么不用 a < "0" || "9" < a之类的？因为直接 !isdigit(...)比这个快，isdigit内部实现类似于打表，有兴趣的可以看这位大佬的博客.

if(c == "-")    sign = 1;

显然是确定符号. 但是这种判断有个缺点，当输入：

ho-mo114514

时，sign = 1，显然这是不正确的.

如果可以保证一开始读入的就是符号或是有效数字位，或已知输入的格式，则可以删除这个 while循环并做出相应的更改. （我建议还是不要删，删了之后处理格式会很麻烦）

do    x = (x << 3) + (x << 1) + (c ^ 48);while(isdigit(c = getchar()));

此部分是边读边更改 x.

(x << 3) + (x << 1)是 x * 10.

x << 3表示将 x的二进制位左移三位，x << 1同理.

什么是左移、右移？

假设 a是一个 \(8\) 位的数，并且 a = 4，则 a在二进制下是 00000100.左移三位得 00010000，表示 \(32\) ，也就是 \(4 \times 2^3\)

不难得出 a << b\(=a \times 2^b \space (b \geq 0)\) ，a >> b\(=a \div 2^b \space (b \geq 0)\) .

则上面的表达式等价于 \(x \times 2^3 + x \times 2^1 = x \times 8 + x \times 2 = x \times 10\) .

c ^ 48是 c - "0"，将一个数字字符化为数字.

其中 ^表示异或，在数学中用 \(\bigoplus\) 表示，有基本的四种基本的运算法则：\(0 \bigoplus 0 = 0\) ，\(0 \bigoplus 1 = 1\) ，\(1 \bigoplus 0 = 1\) ，\(1 \bigoplus 1 = 0\). （同0异1）

\(48\) 在 ASCII 中对应的字符是 0，二进制是 00110000

if(sign)    x = -x;

此部分是添加 x的符号. 有的可能把 -x写成 ~(x - 1)，这都表示取 x的倒数，在汇编层面都一样，会被编译器优化.

templateinline void wq(const T& x)

此部分与快读的第一步分基本一样，只不过多了个 const. const在这里表示 x在此函数内不可被更改，这样就可以写类似这样的代码 wq(1)wq(a + b).

T t = x;static char _wq_buffer[39];int bp = -1;

因为 x不可变，所以复制了一份给 t，下面关于 x的操作一律用 t代替.

static在这里表示静态的，相当于在全局定义 _wq_buffer. 给 buffer加 _wq_这个前缀是为了避免和其他的关键字冲突. \(39\) 是 __uint128_t的十进制下最大位数（ \(2^{127} - 1 = 340282366920938463463374607431768211455\) \(39\) 位），如果需要的话可以开更多位.

bp是 _wq_buffer当前的有效位数的位置，这里初始值为 \(-1\) 是为了下面方便计算.

if(!t) {    putchar("0");    return;}if(t < 0)    putchar("-"), t = -t;

特判一些情况，但是直接 -t的会导致像 \(-128\) \(-65536\) \(\cdots\) \(-2^{8 \times \text{sizeof(T)}}\) 这样的数会输出乱码.

while(t){    _wq_buffer[++bp] = t % 10 + "0";    t /= 10;}

每次取 t的个位，然后转化为数字字符倒序存到 _wq_buffer里，直到 t = 0.

for(int i = bp; i >= 0; i--)    putchar(_wq_buffer[i]);

输出，因为是倒序存，所以要倒着输出.

函数模板

pathenon. isdigit()极品实现.

恋喵大鲤鱼. C++ inline 函数简介

标签：