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fast_io

Fast_io ist eine C ++ 20 -Eingangs-/Ausgangsbibliothek, die eine außergewöhnliche Geschwindigkeit bietet und die häufig verwendeten Bibliotheken <iostream> und <cstdio> ersetzen soll. Es handelt sich nur um eine Bibliothek mit Header, die unter der MIT-Lizenz lizenziert wird, wodurch es einfach ist, in jedes Projekt aufzunehmen. Es erfordert jedoch einen C ++ 20 -Compiler, der Konzepte unterstützt.

Das ursprüngliche Repository für FAST_IO wurde im Laufe der Zeit aufgrund von Git -Bloat archiviert, aber dort finden Sie immer noch ältere Commits. Alte Commits waren hier.

Beispiele

Drucken auf stdout 

# include < fast_io.h >

int main () {
	print ( " Hello, fast_io world! n " );
}

Speicherkartendatei 

# include < fast_io.h >

int main () {
	fast_io::native_file_loader file_data ( " text.txt " );
	// file_data satisfies std::ranges::contiguous_range
}

Andere Beispiele

Weitere aktuelle Beispiele finden Sie in den examples/ Ordner.

Veraltete Beispiele sind hier, aber sie funktionieren möglicherweise nicht mehr.

Dieses I18N -Repo speichert die i18N -Quelldateien.

https://bitbucket.org/ejsvifq_mabmip/fast_io_i18n

FAQ

Was bedeutet "Fast" in Fast_io?

Der Begriff fast in fast_io bedeutet nicht unbedingt, dass es sich um die schnellste Eingabe-/Ausgabebibliothek handelt (wie sie stattdessen als schnellestes als fastest_io bezeichnet worden wäre). Stattdessen bezieht sich der Begriff auf die Tatsache, dass fast_io in allen Fällen besonders schneller als <iostream> und <cstdio> Bibliotheken ist.

Was sind die unterstützten Plattformen, Compiler ...?

In Support.md finden Sie eine Liste unterstützter Dinge und plattformspezifische Nutzungsnotizen.

Andere Fragen?

Sie können Fragen zum Fast_io Discord Server oder auf der QQ -Gruppe: 801441303 stellen.

Dokumentation

Siehe entweder https://ewindy.gitee.io/fast_io_rst/index.html oder https://gitee.com/qabeowjbtkwb/fast_io/wikis.

Merkmale

  • So nah wie möglich am Systemanruf.

  • UNICODE-Unterstützung (UTF-8, UTF-16, UTF-32) + Codecvt für GB18030 und UTF-EBCDIC (kein LIBC befasst sich korrekt damit)

  • Raii für C FILE* , POSIX fd und Win32/NT HANDLE

  • Interop mit <cstdio> und <iostream>

  • Keine leicht missbrauchten Sachen wie std::endl

  • Statische E/O -Manipulatoren anstelle von Formatketten.

  • Optionales Gebietsschema.

  • Staatelose I/O -Manipulation.

  • Konsistente Fehlerbehandlung; Bei verfügbarer Ausnahmen als einziger Fehlerberichterstattungsmechanismus (No std::error_code , std::system_error oder nutzlose Grenzen)

  • Freistehender Modus.

  • Spezifische Desinfektionsmittelcode zum Schutz der Speichersicherheitsprobleme.

  • Dynamische Instrumentierungsunterstützung

  • Unterstützt POSIX ICONV. Sie können Fast_io für Ihre Codierungskonvertierung verwenden.

  • Binäre Serialisierung für trivial kopierbare Typen und Standardcontainer

  • Spielt gut mit C ++ - Containern (z. B. std::vector<fast_io::obuf_file> gilt)

  • Basic/Lua/Python/etc Format (Druck, Scan). Keine Unterstützung für C und C ++, da es sich um Sicherheitsrisiken handelt.

  • Geben Sie APIs zur Verfügung, um die interne Implementierung von FILE* und C ++ - Streams aufzudecken.

  • Native Griffschnittstelle

  • Extrem einfach zu unterstützen benutzerdefinierte Geräte

  • C- und C ++ - Style Compile Time Open -Modus -Parsen.

  • Keine traits_type und EOF

  • Dynamischer Typunterstützung

  • Multi -Prozess

  • Speicherzuordnung

  • Debugging IO (optional mit GUI)

  • Schwimmpunktalgorithmus zur Hin-

  • Hash-Algorithmen Unterstützung: Intrinsic SHA-1, Intrinsic HMAC-SHA1, Intrinsic SHA-256, Intrinsic HMAC-SHA256, SHA-512, HMAC-SHA512 sowie Nicht-Krypto-Hash-Algorithmen wie Jenkins Hash.

  • ZLIB -Komprimierung/Dekompression

  • Dateisystem

  • OpenSSL BIO, QT QFILE, MFC CFILE -Unterstützung

Post C ++ 20

  1. Modulunterstützung
  2. Coroutine -Unterstützung für Async io
  3. Verbesserung und Refaktorcode, sobald deterministische null-overhead-Ausnahmen zum Standard hinzugefügt werden

Benchmarks

  1. E/O 10 m Ganzzahlen

Ziel: Drucken Sie zehn Millionen Ganzzahlen von 0 bis 10 m zur Einreichung aus. Öffnen Sie dann diese Datei wieder, um zurück zu scannen.

Alle Benchmarks finden Sie in Benchmarks/0000.10m_size_t/Unit.

Hinweis: Ich habe die Bufsiz 1048576 von libstdc ++ modifiziert, da Bufsiz für Mingw-W64 zu klein ist (512 Bytes), oder es ist schrecklich.

Plattform Fenster Mingw-w64 GCC 11.0.0 Msvcrt+ libstdc ++
Verfahren Ausgangszeit Eingabemaßzeit Kommentar
stdio.h (fprintf/fscanf) 2.412987s 5.607791s
fstream 0,462012s 1.192s
fstream mit rdbuf.Sputc Trick 0,33895s 1.170173s
fast_io :: i/obuf_file 0,04903s 0,080996s
fast_io :: i/obuf_file_mutex 0,146064s 0,113155s Faden sicher
c_locale_i/obuf_file ("c") 0,065988s 0,086012s mit Gebietsschema "C" durchdrungen.
c_locale_i/obuf_file lokal 0,153995s mit Gebietsschema durchdrungen, "Gebietsschema" ""
fmt :: format_int+obuf_file 0,122999s
fmt :: format_int+of Stream 0,209055s
fmt :: Format+Ofstream 0,548S FMT macht die Dinge langsamer
fmt :: drucken 0,663996s FMT macht die Dinge langsamer
std :: to_chars+obuf_file 0,12s
std :: to_chars+of Stream 0,192s
fast_io :: c_file_unlocked 0,098999s 0,126003s Ich habe die Datei* Implementierung von MSVCRT gehackt
fast_io :: c_file 0,298988s 0,318001s Faden sicher. Ich habe die Datei* Implementierung von MSVCRT gehackt
fast_io :: fileBuf_file 0,048999s 0,081s Ich habe die Streambuf/FileBuf -Implementierung von libstdc ++ gehackt
fast_io :: iobuf_utf8_file_char16 0,124s 0,112001s UTF-16 => UTF-8 mit SSE
fast_io :: iobuf_utf8_file_char32 0,110999s 0.111011s UTF-32 => UTF-8 mit SSE
std :: wofstream 2.64s 3.843735s wofstream mit std :: loceme codecvt. Extrem langsame TBH.
FAST_IO :: WFILEBUF_IO_OBSERVER 2.415692s 2.497704s wofstream mit std :: loceme codecvt. Dies beweist, dass Fstream niemals repariert werden kann.
Rostsprache 0,483s Rost ist langsam. Auch Rost befasst sich nicht mit dem Gebietsschema. Überlegen Sie, wie schlimm es ist.
Rost Itoa Library 0.4.6 > 0,165s Ich ignorierte den n Teil dafür, um keine Vorurteile zu gewährleisten.

Die Rostsprache ist 10x langsamer als Fast_io. + Binärer Bloat- und Itoa -Bibliothek ist für mich immer noch extrem langsam und verwendbar. Es ist mindestens 3x langsamer als Fast_io.

Führen Sie den gleichen Test auf MSVC 19.26.28805 durch.

Plattform Fenster MSVC 19.26.28805 Installieren Sie FMTLIB -Abfallzeit meines Lebens
Verfahren Ausgangszeit Eingabemaßzeit Kommentar
stdio.h (fprintf/fscanf) 1,5353597s 1.4157233s
fstream 3.6350262s 3.8420339s
fstream mit rdbuf.Sputc Trick 3.3735902s 3.8145566s
fast_io :: i/obuf_file 0,0631433s 0,1030554s
fast_io :: i/obuf_file_mutex 0,2190659s 0,2485886s Faden sicher
std :: to_chars+obuf_file 0,1641641s
std :: to_chars+of Stream 0,5461922s
fast_io :: c_file_unlocked 0,1102575s 0,2399757s Ich habe die Datei* Implementierung von Universal CRT gehackt
fast_io :: c_file 0,2034755s 0,2621148s Faden sicher. Ich habe die Datei* Implementierung von UCRT gehackt
fast_io :: fileBuf_file 0,126661s 0,2378803s Ich habe die Streambuf/FileBuf -Implementierung von MSVC STL gehackt

Führen Sie den gleichen Test auf GCC 11 durch. GLIBC+ libstdc ++

Plattform Linux GCC 11.0.0 glibc+ libstdc ++
Verfahren Ausgangszeit Eingabemaßzeit Kommentar
stdio.h (fprintf/fscanf) 0,532792935s 0,591907111s
fstream mit rdbuf.Sputc Trick 0,318896068S 0,429406415s
fast_io :: i/obuf_file 0.050300857s 0,065372395s
fast_io :: i/obuf_file_mutex 0,05290654S 0,083040518s Faden sicher
c_locale_i/obuf_file ("c") 0,051939052s 0,065820056s mit Gebietsschema "C" durchdrungen.
c_locale_i/obuf_file lokal 0,162406082s mit Gebietsschema durchdrungen, "Gebietsschema" ""
std :: to_chars+obuf_file 0,115453587s
fmt :: format_int+obuf_file 0,1183587s
fmt :: format_int+of Stream 0,195914384s
fmt :: Format+Ofstream 0,633590975s FMT macht die Dinge langsamer
fmt :: drucken 0,495270371s FMT macht die Dinge langsamer
Boost :: iOstreams 0,400906063s 0,444717051s Durch die Verwendung von Boost iOstreams wird Ihr Code nicht schneller
fast_io :: c_file_unlocked 0,060076723s 0,073299716s Ich habe die Datei* Implementierung von Glibc gehackt
fast_io :: c_file 0,092490191s 0,104545535s Faden sicher. Ich habe die Datei* Implementierung von Glibc gehackt
fast_io :: fileBuf_file 0,052251608s 0,06655806s Ich habe die Streambuf/FileBuf -Implementierung von libstdc ++ gehackt

Sie können sehen, dass Fast_io auch die Leistung vorhandener Einrichtungen für 10x steigern kann! Ja, es kann sogar die Leistung von Datei* und die Leistung von Fstream für 10x verbessert, je nach Plattformen, da ich Konzepte verwende, um sie alle abstrahieren. FMTLIB verlangsamt die E/A -Leistung tatsächlich.

  1. Ausgabe von 10 m doppelt im Roundtrip-Modus mit einem Ryu-Algorithmus

Wir führen diesen Test nur für MSVC durch, da nur MSVC ihn implementiert. Ja. Fast_io besiegt MSVCs Charconv für über 20%, um denselben Algorithmus auszuführen.

Alle Benchmarks befinden sich in Benchmarks/0001.10m_double/charconv.

Führen Sie den gleichen Test auf MSVC 19.26.28805 durch.

Plattform Fenster MSVC 19.26.28805
Verfahren Ausgangszeit Kommentar
i/obuf_file 0,4653818s
charconv + obuf_file 0,6011s
  1. RAW I/A -Leistung

Alle Benchmarks finden Sie in Benchmarks/0014.File_io/file_io.

Ausgabe 100000000x "Hello World N"

Hinweis: Ich habe Libstdc ++ von std :: fileBufs bufsiz an 1048576 aufgrund von bufsiz zu klein (512 Bytes) für Mingw-W64 oder es für schrecklich ausgeführt.

Plattform Fenster Mingw-w64 GCC 11.0.0 Msvcrt+ libstdc ++
Verfahren Ausgangszeit Kommentar
frite 2.524001s
fstream 1.013001s
FAST_IO :: OBUF_FILE 0,437998s
FAST_IO :: OBUF_FILE_MUTEX 1,371s Faden sicher
fast_io :: c_file_unlocked 1.164997s Ich habe die Datei* Implementierung von MSVCRT gehackt
fast_io :: c_file 3.337945s Faden sicher. Ich habe die Datei* Implementierung von MSVCRT gehackt. Brauchen weitere Optimierung
fast_io :: fileBuf_file 0,467001s Ich habe Libstdc ++ Std :: FileBuf -Implementierung gehackt
Plattform Linux GCC 11.0.0 glibc+ libstdc ++
Verfahren Ausgangszeit Kommentar
frite 1.457288317s
fstream 1.249783346s
FAST_IO :: OBUF_FILE 0,494827134s
FAST_IO :: OBUF_FILE_MUTEX 0,497138826s Faden sicher
fast_io :: c_file_unlocked 0,687976666s Ich habe die Datei* Implementierung von Glibc gehackt
fast_io :: c_file 0,910792697s Faden sicher. Ich habe die Datei* Implementierung von Glibc gehackt
fast_io :: fileBuf_file 0,526955039s Ich habe Libstdc ++ Std :: FileBuf -Implementierung gehackt
Plattform Fenster MSVC 19.26.28805 UCRT + MSVC STL
Verfahren Ausgangszeit Kommentar
frite 3.3139122s
fstream 1.7184119s
FAST_IO :: OBUF_FILE 0,7996034S
FAST_IO :: OBUF_FILE_MUTEX 2.2949221s Faden sicher. Es sieht so aus, als ob STD :: Mutex für MSVC STL schrecklich langsam ist.
fast_io :: c_file_unlocked 1.2103924s Ich habe die Datei* Implementierung von UCRT gehackt
fast_io :: c_file 2.3604295s Faden sicher. Ich habe die Datei* Implementierung von UCRT gehackt
fast_io :: fileBuf_file 1.2805368s Ich habe die STD :: FileBuf -Implementierung von MSVC STL gehackt
  1. Binärgröße verwenden Sie einfach den Benchmark in Benchmarks/0014.File_io/file_io. Alter, du solltest Stream als Pest TBH vermeiden. Es ist nicht gesund.
Plattform Fenster Mingw-w64 GCC 11.0.0 Msvcrt + libstdc ++ + statische Kompilierung
Verfahren Binäre Größe Kommentar
fstream 925 kb Verwenden Sie FStream ist nicht gut für Ihre Gesundheit, da STD :: Locale Ihre Binärdatum aufblickt.
FAST_IO :: OBUF_FILE 155 KB
fast_io :: c_file_unlocked 157 kb Ich habe die Datei* Implementierung von MSVCRT gehackt
fast_io :: c_file 157 kb Faden sicher. Ich habe die Datei* Implementierung von MSVCRT gehackt
fast_io :: fileBuf_file 933KB Ich habe Libstdc ++ Std :: FileBuf -Implementierung gehackt. C ++ Stream saugt
  1. Codekonvertierung

100000000 erzeugen? Emojis unter Verwendung des Programms in Benchmarks/0020.utf/fill_nc.cc

Benchmarks finden Sie in Beispielen/0043.ICONV Universal Iconv. (UTF-8 bis GB18030 als Beispiel) Iconv-Test:

Plattform Fenster Mingw-w64 GCC 11.0.0 Msvcrt+ libstdc ++
Verfahren Verstrichene Zeit Kommentar
ICONV -Befehl 1,529s
Universal.cc 1,293s Verwenden Sie POSIX Libiconv

UTF8-> UTF16LE

Benchmarks sind in Beispielen/0022.utf

Iconv -Test:

Plattform Fenster Mingw-w64 GCC 11.0.0 Msvcrt+ libstdc ++
Verfahren Verstrichene Zeit Kommentar
ICONV -Befehl 0,967s GNU ICONV. Keine Bom
UTF8_FILE_TO_UTF16_FILE.CC 0,498s Ich verwende die SSE-Algorithmen, die vom UTF-Utils-Projekt bereitgestellt werden.

UTF8-> UTF32LE

Benchmarks sind in Beispielen/0022.utf

Iconv -Test:

Plattform Fenster Mingw-w64 GCC 11.0.0 Msvcrt+ libstdc ++
Verfahren Verstrichene Zeit Kommentar
ICONV -Befehl 0,844s GNU ICONV. Keine Bom
UTF8_FILE_TO_UTF32_FILE.CC 0,442s Ich verwende die SSE-Algorithmen, die vom UTF-Utils-Projekt bereitgestellt werden.

Credits

Die Schaffung und Entwicklung dieses Projekts wurde dank der wertvollen Beiträge verschiedener Open-Source-Projekte ermöglicht. Während der Code nicht direkt aus diesen Projekten kopiert wurde, habe ich sie als Referenzen verwendet und sie neu implementiert, um den spezifischen Zwecken dieser Bibliothek zu entsprechen. In einigen Fällen ergaben sich Integrationsprobleme, die Änderungen am ursprünglichen Code erforderten. Ich bin diesen Projekten und ihren Entwicklern dankbar für ihr Engagement, ihren Code offen und für die breitere Community zugänglich zu machen.

Projekt URL
Grisu-passend https://github.com/jk-jeon/grisu-exact
Ryu https://github.com/ulfjack/ryu
Sha-Intrinsik https://github.com/noloader/sha-intrinsics
Sha1 https://github.com/vog/sha1
UTF-Utils https://github.com/bobsteagall/utf_utils
Jenkins-Hash-Java https://github.com/vkandy/jenkins-hash-java
MD5 https://github.com/jieweiwei/md5
Reactos https://github.com/reactos/reactos
Dirent_H https://github.com/win32ports/dirent_h
GNU C -Bibliothek https://www.gnu.org/software/libc/
Gnu Newlib https://sourceware.org/newlib/
Dragonbox https://github.com/jk-jeon/dragonbox
Jaiiii https://github.com/jaiii/itoa
Crypto ++ https://github.com/weidai11/Cryptopp
Myitoa https://gitee.com/xjkp2283572185/mystd
Expandieren
Zusätzliche Informationen
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