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快速读取数据

ai 2025/6/15 11:54:03

这段代码是一个快速读取整数的自定义函数，通常用于ACM竞赛或高性能计算场景。它通过getchar()直接读取字符，比scanf()和cin更快，尤其适合处理大规模数据。以下是详细解析：

一、代码功能总览

该函数实现了从标准输入读取一个整数（支持正负），核心逻辑分为两步：

跳过非数字字符，识别正负号
读取数字字符并转换为整数

二、逐行解析

inline int read() {int x = 0, f = 1;  // x存储整数结果，f标记正负（1为正，-1为负）char ch = getchar();  // 读取第一个字符// 第一步：跳过非数字字符，处理正负号while (ch < '0' || ch > '9') {  // 当字符不是数字时if (ch == '-') f = -1;     // 遇到负号，标记负数ch = getchar();            // 继续读取下一个字符}// 第二步：读取数字字符并转换为整数while (ch >= '0' && ch <= '9') {  // 当字符是数字时x = x * 10 + ch - '0';       // 核心转换：字符转数字并累乘ch = getchar();              // 读取下一个字符}return x * f;  // 应用正负号，返回最终结果
}

三、核心转换原理

1. 字符转数字

ch - '0'：将字符（如'5'）转换为对应的整数（5）。
原理：字符'0'到'9'的ASCII码是连续的，'5' - '0' = 5。

2. 逐位累加

x = x * 10 + digit：按位构建整数。
例如，读取'1' '2' '3'时：
1. 初始x=0，读取'1' → x = 0*10 + 1 = 1
2. 读取'2' → x = 1*10 + 2 = 12
3. 读取'3' → x = 12*10 + 3 = 123

四、与scanf/cin的性能对比

函数	读取1e7个整数的时间（近似）	优势场景
`cin`	约1.5秒	简单场景，代码可读性高
`scanf`	约0.5秒	中等数据量
`read()`	约0.2秒	超大数据量（1e6+）

性能优势原因：

跳过了scanf的格式解析和cin的类型安全检查
直接操作字符，减少函数调用开销
inline关键字避免函数调用栈开销

五、示例使用

#include <cstdio>
using namespace std;inline int read() {int x = 0, f = 1;char ch = getchar();while (ch < '0' || ch > '9') {if (ch == '-') f = -1;ch = getchar();}while (ch >= '0' && ch <= '9') {x = x * 10 + ch - '0';ch = getchar();}return x * f;
}int main() {int n = read();            // 读取整数nint arr[100000];for (int i = 0; i < n; i++) {arr[i] = read();       // 快速读取数组}return 0;
}

六、注意事项

输入合法性
- 若输入非数字字符（如字母），函数会跳过直到遇到数字或EOF。
- 输入"-123a456"会被解析为-123。
溢出处理
- 若输入超过int范围（如2147483648），会导致整数溢出，需改用long long：
```
inline long long read() { /* 同理，返回long long */ }
```
配合其他输入函数
- 若之前使用过cin或scanf，需用getchar()清除缓冲区残留的换行符。

七、扩展：带错误处理的版本

inline bool read(int& x) {x = 0;int f = 1;char ch = getchar();while (ch != EOF && (ch < '0' || ch > '9')) {if (ch == '-') f = -1;ch = getchar();}if (ch == EOF) return false;  // 输入结束while (ch >= '0' && ch <= '9') {x = x * 10 + ch - '0';ch = getchar();}x *= f;return true;
}// 使用：
int a;
if (read(a)) {// 读取成功
} else {// 输入结束或格式错误
}