在C和C ++中几乎相同的代码之间的执行时间差异很大（x9）
我试图从www.spoj.com解决这个练习： FCTRL – Factorial
你真的不需要阅读，只要你好奇:)
首先我用C ++实现它（这里是我的解决scheme）：
#include <iostream> using namespace std; int main() { unsigned int num_of_inputs; unsigned int fact_num; unsigned int num_of_trailing_zeros; std::ios_base::sync_with_stdio(false); // turn off synchronization with the C library's stdio buffers (from https://stackoverflow.com/a/22225421/5218277) cin >> num_of_inputs; while (num_of_inputs--) { cin >> fact_num; num_of_trailing_zeros = 0; for (unsigned int fives = 5; fives <= fact_num; fives *= 5) num_of_trailing_zeros += fact_num/fives; cout << num_of_trailing_zeros << "\n"; } return 0; } 我上传了它作为g ++ 5.1的解决scheme
结果是： 时间 0.18 Mem 3.3M 
但后来我看到一些评论说他们的执行时间不到0.1。 由于我无法考虑更快的algorithm，我试图在C ：中实现相同的代码：
#include <stdio.h> int main() { unsigned int num_of_inputs; unsigned int fact_num; unsigned int num_of_trailing_zeros; scanf("%d", &num_of_inputs); while (num_of_inputs--) { scanf("%d", &fact_num); num_of_trailing_zeros = 0; for (unsigned int fives = 5; fives <= fact_num; fives *= 5) num_of_trailing_zeros += fact_num/fives; printf("%d", num_of_trailing_zeros); printf("%s","\n"); } return 0; }
我上传了它作为gcc 5.1的解决scheme
这一次的结果是： 时间 0.02 Mem 2.1M 
现在代码几乎相同 ，我添加了std::ios_base::sync_with_stdio(false); 到C ++代码，正如在这里所build议的，closures与C库的stdio缓冲区的同步。 我也分裂了printf("%d\n", num_of_trailing_zeros); 到printf("%d", num_of_trailing_zeros); printf("%s","\n"); printf("%d", num_of_trailing_zeros); printf("%s","\n"); 以补偿operator<<在cout << num_of_trailing_zeros << "\n";双重调用cout << num_of_trailing_zeros << "\n"; 。
但是在C和C ++代码中，我仍然看到了x9更好的性能和更低的内存使用率。
这是为什么？
编辑
我在C代码中修改了unsigned long unsigned int 。 它应该是unsigned int ，上面显示的结果与新的（ unsigned int ）版本有关。
两个程序都完全一样。 它们使用相同的精确algorithm，并且由于其复杂度低，其性能主要受input输出处理效率的限制。
使用scanf("%d", &fact_num);扫描inputscanf("%d", &fact_num); 一方和cin >> fact_num; 另一方面似乎并不昂贵。 事实上，在C ++中它的成本应该更低，因为转换types在编译时是已知的，正确的parsing器可以由C ++编译器直接调用。 输出也一样。 你甚至要写一个单独的printf("%s","\n");调用printf("%s","\n"); ，但是C编译器足够好，可以编译为putchar('\n'); 。
因此，考虑到I / O和计算的复杂性，C ++版本应该比C版本更快。
完全禁用stdout的缓冲会降低C实现的速度，甚至比C ++版本更慢。 AlexLop用fflush(stdout);另一个testingfflush(stdout); 在最后的printf产生与C ++版本相似的性能之后。 它不像完全禁用缓冲那么慢，因为输出一次以小块而不是一个字节写入系统。
这似乎指向您的C ++库中的特定行为：我怀疑当从cin请求input时，系统的cin和cout将输出刷新到cout 。 一些C库也是这样做的，但通常只有在读写terminal的时候。 http://www.spoj.com网站所做的基准testing可能会redirectinput和输出文件。;
AlexLop做了另一个testing：在vector中一次读取所有的input，然后计算和编写所有的输出，这有助于理解为什么C ++版本慢得多。 它提高了C版本的性能，这certificate了我的观点，并消除了对C ++格式化代码的怀疑。
Blastfurnace的另一个testing，将所有输出存储在std::ostringstream并在最后一次冲洗时确实将C ++的性能提高到基本C版本的性能。 QED。
来自
cin交错input和输出到cout似乎导致非常低效的I / O处理，从而破坏了stream缓冲scheme。 性能降低10倍。
PS：你的algorithm对于fact_num >= UINT_MAX / 5是不正确的，因为fives *= 5会溢出并且在它变成> fact_num之前> fact_num 。 如果这些types之一大于unsigned int则可以通过使五为unsigned long或unsigned long long来纠正。 同样使用%u作为scanf格式。 你很幸运，在www.spoj.com的人不是太严格的基准。
编辑：如后面解释由vitaux，这种行为确实由C ++标准强制。 cin默认绑定到cout 。 input缓冲区需要重新填充的cin的input操作将导致cout刷新等待输出。 在OP的实现中， cin似乎系统地刷新了cout ，这有点矫枉过正，显然效率低下。
Ilya Popov为此提供了一个简单的解决scheme：除了std::ios_base::sync_with_stdio(false);之外， cin还可以通过施放另一个魔法咒语从cout解开std::ios_base::sync_with_stdio(false); ：
cin.tie(nullptr);
另外请注意，当使用std::endl而不是'\n'在cout上产生行尾时，也会发生这样的强制刷新。 将输出行更改为更多的C ++习惯和无辜的看起来cout << num_of_trailing_zeros << endl; 会以相同的方式降低性能。
使用cin和cout时使iostream更快的另一个技巧是调用
cin.tie(nullptr);
默认情况下，当你从cininput任何内容时，它会刷新cout 。 如果您执行交错input和输出，它可能会严重损害性能。 这是为命令行界面使用完成的，在这里显示一些提示，然后等待数据：
std::string name; cout << "Enter your name:"; cin >> name;
在这种情况下，您要确保在开始等待input之前实际显示提示。 随着上面的线你打破领带， cin和cout成为独立。
从C ++ 11开始，使用iostreams实现更好性能的另一种方法是将std::getline与std::stoi一起使用，如下所示：
std::string line; for (int i = 0; i < n && std::getline(std::cin, line); ++i) { int x = std::stoi(line); }
这种方式在性能上可以接近C-style，甚至超过scanf 。 使用getchar特别是getchar_unlocked与手写parsing仍然可以提供更好的性能。
PS。 我已经写了一篇文章，比较几种在C ++中input数字的方法，对于在线评委很有用，但是只有在俄罗斯，对不起。 代码示例和决赛桌应该是可以理解的。
问题是，引用cppreference ：
来自std :: cin的任何input，输出到std :: cerr或者程序终止都强制调用std :: cout.flush（）
这很容易testing：如果你更换
cin >> fact_num;
同
scanf("%d", &fact_num);
和cin >> num_of_inputs一样，但是保持cout你将在C ++版本（或者说IOStream版本）中获得和C中一样的性能：
如果你保留cin但是replace，也会发生同样的情况
cout << num_of_trailing_zeros << "\n";
同
printf("%d", num_of_trailing_zeros); printf("%s","\n");
一个简单的解决scheme是解开伊利亚波波夫提到的cout和cin ：
cin.tie(nullptr);
标准库实现允许在某些情况下省略调用刷新，但并不总是如此。 这是C ++ 14 27.7.2.1.3的引用（感谢chqrlie）：
class basic_istream :: sentry：首先，如果is.tie（）不是空指针，则函数调用is.tie（） – > flush（）来将输出序列与任何关联的外部Cstream同步。 除了is.tie（）的放置区域是空的，这个调用可以被抑制。 进一步的实现允许延迟调用flush，直到调用is.rdbuf（） – > underflow（）发生。 如果在哨兵对象被销毁之前没有发生这样的呼叫，则可以完全消除冲洗的呼叫。
