我的算法书 - quickIO

一句话工具

quickIO 用 getchar 和 putchar 手写整数输入输出，在数据量很大时降低标准流格式化带来的常数。

什么时候需要

大多数题目直接使用下面这行已经足够快：

cpp

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        ios::sync_with_stdio(false);
cin.tie(nullptr);

但如果题目输入输出规模非常大，例如有几十万到几百万个整数，手写快读快写仍然有价值。它适合：

大量整数读入。
大量整数输出。
对常数比较敏感的模板题。
本地对拍时快速生成或读取大数据。

它不适合读入字符串、整行文本、浮点数；这些场景应继续使用标准库接口，或者单独写对应版本。

核心接口

模板提供四类接口：

cpp

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        read(x);
read(a, b, c);
write(x);
write(a, b, c);

read 支持整数类型，包括 int、long long。write 只输出数字本身，不会自动补空格或换行。

例如：

cpp

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        int n;
long long x;
read(n, x);
write(n);
putchar('\n');
write(x);

工作过程

read(x) 的核心逻辑分两步：

跳过非数字字符，同时记录负号。
连续读取数字字符，把十进制位累加成整数。

write(x) 的核心逻辑也分两步：

如果是负数，先输出 -。
反复取个位数字放进缓冲区，再倒序输出。

这个过程避免了 iostream 的格式化开销，所以在纯整数读写时常数更小。

代码实现

模板文件位置：/code/utils/quick_io.cpp。

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        // 简化版快速IO模板
template<typename T>
inline void read(T& x) {
    x = 0;
    T f = 1;
    char c = getchar();
    while (c < '0' || c > '9') {
        if (c == '-') f = -1;
        c = getchar();
    }
    while (c >= '0' && c <= '9') {
        x = x * 10 + c - '0';
        c = getchar();
    }
    x = x * f;
}

template<typename T,typename... Args>
inline void read(T & x,Args&... args) {
    read(x); read(args...); //尾递归
}

template<typename T>
inline void write(T x) {
    if (x < 0) {
        putchar('-');
        x = -x;
    }
    if (x == 0) {
        putchar('0');
        return;
    }

    char buf[50];        // 足够存储128位整数
    int len = 0;         // 数字长度计数器
    while (x > 0) {      // 迭代提取每个数字位
        buf[len++] = x % 10 + '0';
        x /= 10;
    }
    // 反向输出得到正确顺序
    for (int i = len - 1; i >= 0; i--) {
        putchar(buf[i]);
    }
}

template<typename T,typename... Args>
inline void write(T x,Args... args) {
    write(x); write(args...); //尾递归
}

常见改法

自动输出空格或换行

当前 write(a, b, c) 会连续输出三个数字，中间没有分隔符。如果你想输出空格，需要自己写：

cpp

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        write(a);
putchar(' ');
write(b);
putchar('\n');

也可以封装一个带换行的函数：

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        template <typename T>
inline void writeln(T x) {
    write(x);
    putchar('\n');
}

使用 getchar_unlocked

在部分 Linux 环境中，getchar_unlocked 和 putchar_unlocked 会更快。但它们不是 C++ 标准接口，在某些平台不可用。

如果只在 Linux OJ 上提交，可以把模板里的 getchar/putchar 替换为对应的 unlocked 版本；如果要保证跨平台，保持当前写法更稳。

处理 EOF

当前模板默认输入合法，适合竞赛题。如果需要在读到文件末尾时停止，可以把 read 改成返回 bool，遇到 EOF 时返回 false。

注意事项

不要在同一个程序里混用大量 cin/cout 和 getchar/putchar，尤其是在关闭同步之后，缓冲行为容易让人困惑。
write 不会自动输出空格和换行。
当前模板只处理整数，不处理浮点数和字符串。
如果读入的是无符号类型，却遇到负数输入，结果没有实际意义。
极端情况下，最小负数取相反数可能溢出；普通竞赛整数范围通常不会踩到这个边界，但写通用库时要单独处理。