Ofstream 比 cout 更快吗？|| 存储比可视化输出更快？

Question

Ofstream 比 cout 更快吗？|| 存储比可视化输出更快？

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出于某种原因，我决定制作一个非常简单的应用程序，显示从1到1000000的所有数字。我注意到显示结果比存储它们要花费更长的时间。我以为存储所有值需要比显示它们花费更长的时间。我还记得阅读过一篇文章，如果我没记错的话，在控制台应用程序中，用户输入和从文本文件中读取没有真正的区别，所以我认为显示和存储是一样的。有人能解释一下这是为什么吗？根据我正在阅读的书中，ofstream 与 cout 非常相似，所以我不明白为什么它需要更长的时间。

为什么使用 cout 显示结果比使用 ofstream 将结果存储在文本文件中要慢？

cout = 169.168秒

ofstream = 3.473秒

ofstream 方法

#include <iostream>
#include <fstream>
#include <string>
#include <sstream>

namespace patch //used to patch some C++11 functions not included in mingw 4.7 // to_string
{
    template < typename T > std::string to_string( const T& n )
    {
        std::ostringstream stm ;
        stm << n ;
        return stm.str() ;
    }
}
using namespace patch;
using namespace std;

int main()
{
    int minimumRange = 1; //sets minimum number in range
    int maximumRange = 1000000; // sets maximum number in range
    string strRanges = to_string(minimumRange) + "-" + to_string(maximumRange); //appends string names
    ofstream myRange;
    myRange.open(strRanges + ".txt");

    for (int i = minimumRange; i<=maximumRange; ++i)
    {
        myRange << to_string(i) << "\n";
    }
   myRange.close();
    return 0;
}

cout method

#include <iostream>
using namespace std;

int main()
{
    int minimumRange = 1;
    int maximumRange = 1000000;
    for (int i = minimumRange; i<=maximumRange; ++i)
    {
        cout << i << "\n"; //using "/n" instead of endl; for speed purposes
    }
    return 0;
}

- Andrue

4

控制台/终端程序本身很慢。 - user2249683

也许系统会为您缓存文件，并异步将数据写入磁盘？对于您的文件版本，这将是简单的内存访问。向控制台写入受控制台速度限制（可能非常慢）的约束。 - user1781290

3

为了证明一点，尝试使用 std::cout 版本执行 ./program > /dev/null。 - user1508519

2

在测量 std::cout 的性能之前，请将其从 C 标准流中分离。参考链接：https://dev59.com/PV_Va4cB1Zd3GeqPWLy6#9026594 - dyp

1

@Ali myRange.open(strRanges + ".txt"); 是C++11（使用std::string打开文件）--只有在尝试编译它时才发现需要加上-std=c++11 ;) - dyp

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1个回答

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可以查看英文原文，
原文链接

- Emilio Garavaglia · Accepted Answer

在许多系统上，cout只是一个映射到CON文件的ostream实例。它的目的是将支持的任何类型（主要是：const char*，std::string，int，long ...，double ...）转换为要放置在缓冲区中的字符序列（请参见std::streambuf）。因此存储或输入操作是相同的。但是当缓冲区字符需要向物理设备输出时，就会涉及到设备驱动程序和相关的物理问题（主要是带宽、延迟和交错）。当操作系统传输大量数据到磁盘文件时，它使用一个驱动程序，该驱动程序可能内部使用缓存与使用通向控制器（位于磁盘上的微型计算机）的通信协议（主要是SATA、SCSI、NFS等）的外部设备进行通信。您的程序说“写入”，操作系统会告诉“已写入”，但是数据仍然在操作系统控制范围之外由设备控制器处理。这一部分与您异步发生。当您必须写入控制台时，大部分的这种“缓存”不能完成：只要您等待输入，cout就被刷新了（如果这是一个您必须回答的问题，您应该读取您写的内容）。因此，控制台驱动程序必须等待控制台程序完成其写入，然后才能继续进行。但是它的写入实际上是一种“绘画”：字符必须通过字体转换为像素，并且绘画必须与显示扫描同步（否则图像将被“干扰”）。这个过程比“写入磁盘”要慢（并且更长），后者实际上转化为“从进程移动大量内存到IO端口”（硬件可以通过交换两个指针寄存器来真正地执行此操作）。此外，控制台程序已经优化了数据要被看到（而使它比眼睛更快是没有意义的），而磁盘驱动程序则针对数据传输进行了优化。磁盘驱动程序比控制台程序更快是很正常的。