Question

众所周知，ios_base::sync_with_stdio(false)将通过阻止同步b / w C和C ++ I / O来帮助<iostream>中cin和cout的性能。但是，我很好奇它是否在<fstream>中有任何不同。

我使用GNU C ++ 11和以下代码（使用和不使用ios_base::sync_with_stdio(false)代码段）运行了一些测试：

#include <fstream>
#include <iostream>
#include <chrono>
using namespace std;

ofstream out("out.txt");

int main() {
    auto start = chrono::high_resolution_clock::now();
    long long val = 2;
    long long x=1<<22;
    ios_base::sync_with_stdio(false);
    while (x--) {
        val += x%666;
        out << val << "\n";
    }
    auto end = chrono::high_resolution_clock::now();
    chrono::duration<double> diff = end-start;
    cout<<diff.count()<<" seconds\n";
  return 0;
}

结果如下：

With sync_with_stdio(false): 0.677863 seconds (average 3 trials)
Without sync_with_stdio(false): 0.653789 seconds (average 3 trials)

这是预期的吗？是否有理由使用sync_with_stdio（false）几乎相同（如果不是更慢）的速度？

感谢您的帮助。

Answer 1

sync_with_stdio() 的想法是允许将输入和输出混合到标准流对象（C 和 stdin 中的 stdout、stderr 和 std::cin， std::cout、std::cerr 和 std::clog 以及它们在 C++ 中对应的宽字符流），而无需担心字符会被缓冲在相关对象的任何缓冲区中。实际上，通过 std::ios_base::sync_with_stdio(true)，C++ IOStreams 不能使用它们自己的缓冲区。在实践中，这通常意味着 std::streambuf 级别的缓冲完全被禁用。但是，没有缓冲区 IOStreams 相当昂贵，因为它们处理可能涉及多个虚拟函数调用的单个字符。本质上，您从 std::ios_base::sync_with_stdio(false) 获得的加速是允许 C 和 C++ 库使用自己的缓冲区。

另一种方法可能是在 C 和 C++ 库设施之间共享缓冲区，例如，通过在更强大的 C++ 库设施之上构建 C 库设施（在人们抱怨这将是一个糟糕的主意之前，使CI/O 更慢：如果正确实现标准 C++ 库 IOStreams，这实际上根本不是真的）。我不知道任何使用它的非实验性实现。使用此设置 std::ios_base::sync_with_stdio(value) 根本不会产生任何影响。

IOStreams 的典型实现为标准流对象使用不同的流缓冲区，而这些对象用于文件流。部分原因可能是标准流对象通常不是使用名称打开的，而是使用其他一些标识它们的实体打开的，例如，UNIX 系统上的文件描述符，它需要一个“后门”接口来允许使用 {{1 }} 用于标准流对象。然而，至少 Dinkumware 的标准 C++ 库的早期实现（例如，使用 MSVC++）使用 std::filebuf 作为标准流对象。这个 std::filebuf 实现只是 std::filebuf 的一个包装器，即，字面上实现了 C++ 标准所说的内容，而不是语义上的实现。一开始这已经是一个糟糕的想法，但是通过使用 FILE* 禁止所有文件流的 std::streambuf 级缓冲使情况变得更糟，因为该设置也会影响文件流。我不知道此 [性能] 问题是否已修复。 C/C++ 用户日志和/或 P.J.Plauger 的“[草案] 标准 C++ 库”中的旧问题应该显示对此实现的讨论。

tl;dr：根据标准 std::ios_base::sync_with_stdio(true) 仅更改标准流对象的约束以使其使用更快。它是否有其他影响取决于 IOStream 的实现，并且至少有一个（Dinkumware）发挥了作用。

ios_base :: sync_with_stdio（false）会影响<fstream>吗？

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