不喜勿喷

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C++ 新手教学：从 cout 到快读

一、最开始的输入输出：cin 和 cout

1.1 基本用法

刚学 C++ 时，我们一般这样写：

#include <iostream>
using namespace std;

int main() {
    int n;
    cin >> n;          // 输入一个整数
    cout << n << '\n'; // 输出这个整数并换行
    return 0;
}

• cin 是标准输入流，>> 是流提取运算符。
• cout 是标准输出流，<< 是流插入运算符。
• 可以连续输入输出：

int a, b;
cin >> a >> b;
cout << a << " " << b << '\n';

cin 和 cout 的好处：

• 不用记格式符，比如 %d、%lld。
• 类型安全，输入输出会自动匹配类型。
• 写起来简单，适合新手。

1.2 为什么说它慢？

cin / cout 默认会跟 C 语言的标准输入输出（scanf / printf）保持同步，还会在输入前刷新输出缓冲区。这些机制保证了混用时的正确性，但也带来了额外的开销。数据量很大时（比如读入 (10^6) 个整数），就可能超时。

1.3 小技巧：'\n' 和 endl 的区别

cout << n << '\n';   // 只是输出一个换行符
cout << n << endl;   // 输出换行符，并刷新缓冲区

endl 会强制刷新缓冲区，频繁刷新会导致程序变慢。
所以平时尽量用 '\n'，少用 endl。

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二、C 风格输入输出：printf 和 scanf

2.1 为什么需要它们？

scanf / printf 是 C 语言的输入输出函数，通常比默认的 cin / cout 快。它们直接和底层打交道，没有 C++ 流的那些复杂机制。

使用时需要包含头文件：

#include <cstdio>

2.2 scanf 的基本用法

int n;
scanf("%d", &n);

• %d 表示读入一个 int。
• &n 是取地址，scanf 需要知道变量存在哪里，才能把读到的值写进去。
• 忘记写 & 是新手常见错误，会导致程序崩溃或乱码。

读多个变量：

int a, b;
scanf("%d%d", &a, &b);

读 long long：

long long x;
scanf("%lld", &x);

读 double：

double d;
scanf("%lf", &d);

读字符：

char ch;
scanf(" %c", &ch); // 前面的空格可以跳过空白字符

读字符串（不含空格）：

char s[100];
scanf("%s", s); // 数组名本身就是地址，不用加 &

2.3 printf 的基本用法

int n = 10;
printf("%d\n", n);

• %d 表示输出一个 int。
• \n 是换行符。
• 可以一次输出多个：

int a = 1, b = 2;
printf("%d %d\n", a, b);

输出 long long：

long long x = 1234567890123LL;
printf("%lld\n", x);

输出 double：

double d = 3.14159;
printf("%.2f\n", d); // 保留两位小数

输出字符和字符串：

char ch = 'A';
char s[] = "hello";
printf("%c\n", ch);
printf("%s\n", s);

2.4 常见格式符总结

类型	scanf 格式符	printf 格式符
int	%d
long long	%lld
char	%c
double	%lf	%f
float	%f
字符串	%s

注意：double 输入用 %lf，输出用 %f，不要弄混。

2.5 注意事项

• scanf 的格式符必须和变量类型匹配，否则会读错。
• printf 的格式符也必须匹配，否则输出可能乱码。
• scanf 中除了 %c 以外的格式符会自动跳过前面的空白字符（空格、换行、制表符）。
• printf 不会自动换行，需要手动加 \n。

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三、让 cin/cout 变快：解绑同步流

如果你还是喜欢用 cin / cout，但又嫌它慢，可以在 main 函数开头加上这两句：

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

完整示例：

#include <iostream>
using namespace std;

int main() {
    ios::sync_with_stdio(false);
    cin.tie(nullptr);

    int n;
    cin >> n;
    cout << n << '\n';
    return 0;
}

3.1 这两句是什么意思？

• ios::sync_with_stdio(false);
  关闭 C++ 标准流和 C 标准流的同步。默认情况下，cin / cout 会和 scanf / printf 共享缓冲区，保证混用时顺序正确。关闭后，cin / cout 可以独立使用自己的缓冲区，速度会快很多。

• cin.tie(nullptr);
  解除 cin 和 cout 的绑定。默认情况下，每次从 cin 读数据之前，都会自动刷新 cout 的缓冲区。解除绑定后，cin 不再自动刷新 cout，减少了不必要的刷新操作。

3.2 注意事项

• 解绑之后，不要混用 cin / cout 和 scanf / printf。因为两者不再同步，输出顺序可能会乱。
• 如果一定要混用，就不要解绑。
• cout.tie(nullptr); 一般不用写，因为 cout 很少需要绑定到其他流。

3.3 速度对比

解绑后，cin / cout 的速度已经接近 scanf / printf，对于大多数题目足够了。但如果题目卡常数特别严，还是需要手写快读。

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四、手写快读：getchar 版本

4.1 getchar 是什么？

getchar() 是 C 语言的一个函数，从标准输入读取一个字符，返回它的 ASCII 码（整数）。读到文件结尾返回 EOF。

#include <cstdio>

int main() {
    char ch = getchar(); // 读一个字符
    return 0;
}

4.2 快读的原理

整数在输入中是一串字符，比如 123 是 '1'、'2'、'3'。
我们可以逐个字符读取，跳过空格和换行，遇到数字就把它拼成整数：

x = x * 10 + (ch - '0');

比如读 123：

• 初始 x = 0
• 读 '1'：x = 0 * 10 + 1 = 1
• 读 '2'：x = 1 * 10 + 2 = 12
• 读 '3'：x = 12 * 10 + 3 = 123

这就是快读的核心。

4.3 基础整数快读

#include <cstdio>

inline int read() {
    int x = 0, f = 1;
    char ch = getchar();

    // 跳过非数字字符，同时处理负号
    while (ch < '0' || ch > '9') {
        if (ch == '-') f = -1;
        ch = getchar();
    }

    // 读取数字
    while (ch >= '0' && ch <= '9') {
        x = x * 10 + (ch - '0');
        ch = getchar();
    }

    return x * f;
}

使用：

int n = read();
int m = read();

解释：

• inline 建议编译器内联，减少函数调用开销。
• f 是符号，遇到 '-' 就变成 -1。
• 第一个 while 跳过所有非数字字符，包括空格、换行、负号。
• 第二个 while 处理连续的数字字符。
• 最后返回 x * f，如果是负数就乘以 -1。

4.4 处理负数

上面的代码已经处理了负数：当遇到 '-' 时，f = -1，最后 return x * f。

注意：如果输入中可能有 '-' 出现在数字前面，第一个 while 会先读到 '-'，设置 f = -1，然后继续读下一个字符，直到读到数字。

4.5 支持 long long

int 的范围大约是 (-2 \times 10^9) 到 (2 \times 10^9)。如果数字更大，需要读 long long。

inline long long readLL() {
    long long x = 0;
    int 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;
}

使用：

long long x = readLL();

4.6 模板版本

如果不想为每种类型写一个函数，可以用模板：

template <typename T>
inline T read() {
    T x = 0;
    int 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;
}

使用：

int n = read<int>();
long long m = read<long long>();

这样就能自动适配不同类型。

4.7 更快的 fread 版本（进阶）

getchar() 本身还是函数调用，每次读一个字符。如果数据量特别大，可以用 fread 一次读一大块到缓冲区，再从缓冲区里取字符。

#include <bits/stdc++.h>
using namespace std;

namespace FastIO {
    const int BUF = 1 << 20; // 1MB 缓冲区
    char buf[BUF];
    int p = 0, len = 0;

    inline int gc() {
        if (p == len) {
            len = (int)fread(buf, 1, BUF, stdin);
            p = 0;
            if (len == 0) return EOF;
        }
        return buf[p++];
    }

    template <typename T>
    inline T read() {
        T x = 0;
        int f = 1;
        int c = gc();

        while (c != '-' && (c < '0' || c > '9')) c = gc();
        if (c == '-') {
            f = -1;
            c = gc();
        }

        while (c >= '0' && c <= '9') {
            x = x * 10 + (c - '0');
            c = gc();
        }
        return x * f;
    }
}

using FastIO::read;

int main() {
    int n = read<int>();
    long long m = read<long long>();
    printf("%d %lld\n", n, m);
    return 0;
}

这个版本比 getchar 更快，但代码复杂一些。新手可以先掌握 getchar 版本，以后再学 fread 版本。

4.8 使用示例

#include <cstdio>

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();
    int m = read();
    printf("%d %d\n", n, m);
    return 0;
}

输入：

10 20

输出：

10 20

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五、速度对比与选择建议

方法	速度	易用性	适用场景
cin / cout 默认	慢	最简单	数据量小，练习
scanf / printf	较快	较简单	一般竞赛
cin / cout 解绑		简单	喜欢 C++ 流
getchar 快读	快	中等	数据量大，卡常
fread 快读	最快	较难	极限卡常

建议：

• 新手先熟练 cin / cout。
• 然后学 scanf / printf，了解格式符。
• 再学解绑同步流，让 cin / cout 变快。
• 最后学 getchar 快读，应对大数据。
• fread 快读可以以后再看。

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六、完整代码模板（getchar 快读）

#include <cstdio>

// 快读：支持 int
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;
}

// 快读：支持 long long
inline long long readLL() {
    long long x = 0;
    int 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();
    long long m = readLL();
    printf("%d %lld\n", n, m);
    return 0;
}

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这样从 cout 到 printf，再到解绑同步流，最后到 getchar 快读，每一步都讲清楚了。你可以按这个顺序慢慢学，先理解原理，再动手写几遍，就能掌握快读了。