為什麼 C 行讀取速度比 Python 慢，如何最佳化？

C 和 Python 中行讀取的效能比較：為什麼 C 較慢？

當比較使用 C 和 Python 從標準輸入讀取行的效能時，您可能會發現令人驚訝的是，C 程式碼的運行速度往往比 Python 程式碼慢得多。這可以歸因於兩種語言預設輸入/輸出 (I/O) 設定的根本差異。

瞭解 C 的輸入/輸出特性

預設情況下，C 輸入流cin 與標準 I/O (stdio) 系統同步。這意味著 cin 避免任何輸入緩衝並根據需要逐字讀取資料。雖然這種方法可以防止將 C I/O 流與 stdio 函數混合時出現潛在問題，但它會帶來效能損失，尤其是在讀取大量資料時。

Python 的預設輸入緩衝

相較之下，Python預設使用緩衝輸入。當從 Python 中的標準輸入讀取時，解釋器會以更大的區塊讀取輸入，從而減少所需的系統呼叫數量。緩衝透過最小化與系統呼叫相關的開銷來提高效能，並且可以顯著加快輸入處理速度。

停用C 流同步

要實現與C 中的Python 類似的效能，您可以明確停用同步透過使用ios_base::sync_with_stdio(false) 方法在cin 和stdio 之間進行切換。這允許 cin 獨立緩衝輸入，從而提高效能。

其他最佳化：使用 fgets

不要使用 getline(cin, input_line)，而是考慮使用 fgets(input_line, sizeof(input_line) ，標準輸入）直接。 fgets 是一個 C 函數，它從流中讀取一行輸入並將其儲存在字元陣列中。透過避免 cin 流，您可以進一步減少開銷並可能提高效能。

比較結果

提供的表格總結了C 和Python 中不同方法的行讀取速度：

Implementation	Lines per Second
Python (default)	3,571,428
cin (default/naive)	819,672
cin (no sync)	12,500,000
fgets	14,285,714
wc (not fair comparison)	54,644,808

從結果中可以明顯看出，預設的C 實現的執行速度明顯慢於Python。但是，透過停用串流同步或直接使用 fgets，您可以在 C 中獲得相當或更好的效能。

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