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fast_io

Fast_io est une bibliothèque d'entrée / sortie C ++ 20 qui fournit <cstdio> vitesse exceptionnelle et est conçue pour remplacer les bibliothèques <iostream> couramment utilisées. Il s'agit d'une bibliothèque d'en-tête uniquement et est autorisée sous la licence MIT, ce qui facilite l'inclure dans n'importe quel projet. Cependant, il nécessite un compilateur C ++ 20 qui prend en charge les concepts.

Le référentiel d'origine pour FAST_IO a été archivé en raison de Git Bloat au fil du temps, mais les commits plus anciens peuvent encore y être trouvés. Les anciens commits étaient là.

Exemples

Imprimer à stdout 

# include < fast_io.h >

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

Fichier de carte de mémoire 

# include < fast_io.h >

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

Autres exemples

Pour d'autres exemples à jour, veuillez consulter les examples/ dossiers.

Les exemples obsolètes sont ici, mais ils pourraient ne plus fonctionner.

Ce repo i18n stocke les fichiers source i18n.

https://bitbucket.org/ejsvifq_mabmip/fast_io_i18n

FAQ

Que signifie "Fast" dans Fast_io?

Le terme fast dans fast_io n'implique pas nécessairement qu'il s'agit de la bibliothèque d'entrée / sortie la plus rapide disponible (car elle aurait été nommée fastest_io à la place). Au lieu de cela, le terme fait référence au fait que fast_io est notamment plus rapide que les bibliothèques <iostream> et <cstdio> dans tous les cas.

Quelles sont les plates-formes prises en charge, les compilateurs ...?

Voir support.md pour une liste de choses prises en charge et des notes d'utilisation spécifiques à la plate-forme.

Autres questions?

Vous pouvez poser des questions sur le serveur Discord Fast_io ou le groupe QQ: 801441303 .

Documentation

Voir https://ewindy.gitee.io/fast_io_rst/index.html ou https://gitee.com/qabeowjbtkwb/fast_io/wikis.

Caractéristiques

  • Aussi proche de l'appel système que possible.

  • Prise en charge Unicode (UTF-8, UTF-16, UTF-32) + CodeCVT pour GB18030 et UTF-EBCDIC (aucune LIBC traite correctement)

  • RAII pour FILE* , POSIX fd et WIN32 / NT HANDLE

  • Interopérez avec <cstdio> et <iostream>

  • Pas de trucs facilement utilisés comme std::endl

  • Manipulateurs d'E / S statiques au lieu de chaînes de format.

  • Locaux facultatifs.

  • Manipulation d'E / S apatride.

  • Gestion des erreurs cohérentes; Lorsqu'il est disponible, les exceptions comme seul mécanisme de rapport d'erreur (pas de vérification des limites std::error_code , std::system_error ou inutiles)

  • Mode autoportant.

  • Adressez le code spécial du désinfectant pour protéger les problèmes de sécurité de la mémoire.

  • Support d'instrumentation dynamique

  • Prend en charge POSIX ICONV. Vous pouvez utiliser Fast_io pour votre conversion de codage.

  • Sérialisation binaire pour les types à copie trivialement et les conteneurs standard

  • Joue bien avec les conteneurs C ++ (par exemple std::vector<fast_io::obuf_file> est valide)

  • Format de base / lua / python / etc (imprimer, scan). Aucun support pour C et C ++ car ce sont des dangers de sécurité.

  • Fournissez des API pour exposer l'implémentation interne des flux FILE* et C ++.

  • Interface de poignée native

  • Extrêmement facile à prendre en charge les appareils personnalisés

  • CA et C ++ Compilation de compilation Mode ouvert Analyse du mode.

  • Pas de traits_type et EOF

  • Support de type dynamique

  • Multi-processus

  • Mappage de mémoire

  • Débogage d'IO (éventuellement avec GUI)

  • Algorithme de point flottant aller-retour

  • Support des algorithmes de hachage: SHA-1 intrinsèque, HMAC-Sha1 intrinsèque, SHA-256 intrinsèque, HMAC-SHA256 intrinsèque, SHA-512, HMAC-SHA512 ainsi que les algorithmes de hachage non crypto, comme le hasch de Jenkins.

  • Compression / décompression ZLIB

  • Système de fichiers

  • OpenSSL BIO, QT QFILE, MFC CFILE Prise en charge

Post C ++ 20

  1. Prise en charge du module
  2. Coroutine Support pour async io
  3. Améliorer le code et le refactor une fois que des exceptions déterministes zéro-ex-tête sont ajoutées à la norme

Repères

  1. E / S 10m entiers

Objectif: Imprimez dix millions d'entiers de 0 à 10m pour déposer. Reouvrez ensuite ce fichier pour analyser.

Tous les repères sont en référence / 0000.10m_size_t / unité.

AVIS: J'ai modifié le Bufsiz 1048576 de LibStDC ++ en raison de Bufsiz est trop petit (512 octets) pour Mingw-W64, ou il fonctionne horriblement.

Plate-forme Fenêtre Mingw-W64 GCC 11.0.0 Msvcrt + libstdc ++
Méthode Temps de sortie Heure d'entrée Commentaire
stdio.h (fprintf / fscanf) 2.412987S 5.607791S
fléau 0.462012S 1.192S
fstream avec rdbuf.sputc Trick 0,33895 1.170173
fast_io :: i / obuf_file 0,04903 0,080996S
fast_io :: i / obuf_file_mutex 0.146064S 0,113155 Fitre en toute sécurité
c_locale_i / obuf_file ("c") 0,065988S 0,086012 imprégné de paramètres régionaux, de paramètres régionaux "C"
c_locale_i / obuf_file local 0,153995S imprégné de paramètres régionaux, de paramètres régionaux ""
fmt :: format_int + obuf_file 0.122999S
FMT :: FORMAT_INT + OFSTREAM 0.209055
FMT :: Format + OfStream 0,548 FMT rend les choses plus lentes
FMT :: IMPRIM 0,663996S FMT rend les choses plus lentes
std :: to_chars + obuf_file 0,12 s
std :: to_chars + ofstream 0,192
fast_io :: c_file_unlocked 0,098999S 0.126003 J'ai piraté l'implémentation du fichier de MSVCRT *
fast_io :: c_file 0,298988S 0,318001 Filé en toute sécurité. J'ai piraté l'implémentation du fichier de MSVCRT *
fast_io :: filebuf_file 0,048999S 0,081 J'ai piraté l'implémentation de libstdc ++ streambuf / filebuf
fast_io :: iobuf_utf8_file_char16 0,124S 0.112001 UTF-16 => UTF-8 avec SSE
fast_io :: iobuf_utf8_file_char32 0.110999S 0,111011 UTF-32 => UTF-8 avec SSE
std :: wofstream 2.64S 3.843735 wofstream avec std :: codecvt. TBH extrêmement lent.
fast_io :: wfilebuf_io_observer 2.415692S 2.497704S wofstream avec std :: codecvt. Cela prouve que FSTREAM ne peut jamais être réparé.
Langue de rouille 0,483 La rouille est lente. La rouille ne traite pas également avec les paramètres régionaux. Pensez à quel point c'est mauvais.
Bibliothèque Rust Itoa 0.4.6 > 0,165 J'ai ignoré la partie n pour qu'il n'assure aucun biais.

Le langage de la rouille est 10x plus lent que Fast_io. + Binary Bloat et Itoa Library est toujours extrêmement lent et utilisable pour moi. Il est au moins 3x plus lent que Fast_io.

Exécutez le même test sur MSVC 19.26.28805.

Plate-forme Fenêtre MSVC 19.26.28805 Installer FMTLIB gaspille le temps de ma vie
Méthode Temps de sortie Heure d'entrée Commentaire
stdio.h (fprintf / fscanf) 1.5353597 1.4157233
fléau 3.6350262 3.8420339
fstream avec rdbuf.sputc Trick 3.3735902S 3.8145566
fast_io :: i / obuf_file 0,0631433 0.1030554
fast_io :: i / obuf_file_mutex 0.2190659S 0,2485886 Fitre en toute sécurité
std :: to_chars + obuf_file 0.1641641
std :: to_chars + ofstream 0,5461922
fast_io :: c_file_unlocked 0.1102575 0,2399757 J'ai piraté l'implémentation du fichier de CRT universel *
fast_io :: c_file 0.2034755 0,2621148 Filé en toute sécurité. J'ai piraté l'implémentation du fichier d'UCRT *
fast_io :: filebuf_file 0,126661 0,2378803 J'ai piraté l'implémentation de MSVC STL StreamBuf / FileBuf

Exécutez le même test sur GCC 11. GLIBC + LIBSTDC ++

Plate-forme Linux GCC 11.0.0 glibc + libstdc ++
Méthode Temps de sortie Heure d'entrée Commentaire
stdio.h (fprintf / fscanf) 0,532792935S 0,591907111S
fstream avec rdbuf.sputc Trick 0,318896068S 0.429406415S
fast_io :: i / obuf_file 0,050300857 0,065372395
fast_io :: i / obuf_file_mutex 0,05290654S 0,083040518S Fitre en toute sécurité
c_locale_i / obuf_file ("c") 0,051939052S 0,065820056 imprégné de paramètres régionaux, de paramètres régionaux "C"
c_locale_i / obuf_file local 0.162406082S imprégné de paramètres régionaux, de paramètres régionaux ""
std :: to_chars + obuf_file 0,115453587
fmt :: format_int + obuf_file 0,1183587
FMT :: FORMAT_INT + OFSTREAM 0.195914384S
FMT :: Format + OfStream 0,633590975S FMT rend les choses plus lentes
FMT :: IMPRIM 0.495270371 FMT rend les choses plus lentes
boost :: iostreams 0.400906063 0.444717051 L'utilisation de boost iOStreams ne rend pas votre code plus rapidement
fast_io :: c_file_unlocked 0,060076723 0,073299716S J'ai piraté le fichier de GLIBC * Implémentation
fast_io :: c_file 0,092490191S 0,104545535 Filé en toute sécurité. J'ai piraté le fichier de GLIBC * Implémentation
fast_io :: filebuf_file 0,052251608S 0,06655806S J'ai piraté l'implémentation de libstdc ++ streambuf / filebuf

Vous pouvez voir que Fast_io peut également augmenter les performances des installations existantes pour 10x! Oui, il peut même améliorer les performances du fichier * et FSTREAM pour 10x en fonction des plates-formes car j'utilise des concepts pour les abstraire tous. FMTLIB ralentit en fait les performances d'E / S.

  1. Sortie 10m Double en mode aller-retour avec algorithme Ryu

Nous effectuons ce test pour MSVC car seul CharconV de MSVC l'indique. Oui. Fast_io bat Charconv de MSVC pour plus de 20% pour exécuter le même algorithme.

Tous les repères sont en référence / 0001.10m_double / charconv.

Exécutez le même test sur MSVC 19.26.28805.

Plate-forme Fenêtre MSVC 19.26.28805
Méthode Temps de sortie Commentaire
i / obuf_file 0,4653818
charconv + obuf_file 0,6011
  1. Performance d'E / S brute

Tous les repères sont dans Benchmarks / 0014.file_io / file_io.

Sortie 100000000x "Hello World n"

Remarque: J'ai modifié Bufsiz de LiBSTDC ++ de LibSTDC ++ à 1048576 en raison de Bufsiz est trop petit (512 octets) pour MingW-W64 ou il fonctionne horriblement.

Plate-forme Fenêtre Mingw-W64 GCC 11.0.0 Msvcrt + libstdc ++
Méthode Temps de sortie Commentaire
fwrite 2.524001
fléau 1.013001S
fast_io :: obuf_file 0,437998S
fast_io :: obuf_file_mutex 1.371 Fitre en toute sécurité
fast_io :: c_file_unlocked 1.164997S J'ai piraté l'implémentation du fichier de MSVCRT *
fast_io :: c_file 3.337945 Filé en toute sécurité. J'ai piraté l'implémentation du fichier de MSVCRT *. Besoin d'une optimisation supplémentaire
fast_io :: filebuf_file 0,467001 J'ai piraté l'implémentation de libstdc ++ std :: filebuf
Plate-forme Linux GCC 11.0.0 glibc + libstdc ++
Méthode Temps de sortie Commentaire
fwrite 1.457288317S
fléau 1.249783346S
fast_io :: obuf_file 0.494827134S
fast_io :: obuf_file_mutex 0.49713826S Fitre en toute sécurité
fast_io :: c_file_unlocked 0,687976666 J'ai piraté le fichier de GLIBC * Implémentation
fast_io :: c_file 0.910792697S Filé en toute sécurité. J'ai piraté le fichier de GLIBC * Implémentation
fast_io :: filebuf_file 0,526955039 J'ai piraté l'implémentation de libstdc ++ std :: filebuf
Plate-forme Fenêtre MSVC 19.26.28805 UCRT + MSVC STL
Méthode Temps de sortie Commentaire
fwrite 3.3139122S
fléau 1.7184119S
fast_io :: obuf_file 0,7996034S
fast_io :: obuf_file_mutex 2.2949221 Filé en toute sécurité. Il semble que STD :: Mutex est horriblement lent pour MSVC STL.
fast_io :: c_file_unlocked 1.2103924S J'ai piraté l'implémentation du fichier d'UCRT *
fast_io :: c_file 2.3604295 Filé en toute sécurité. J'ai piraté l'implémentation du fichier d'UCRT *
fast_io :: filebuf_file 1.2805368S J'ai piraté l'implémentation de MSVC STL STD :: FileBuf
  1. La taille binaire utilise simplement l'indice de référence dans Benchmarks / 0014.file_io / file_io. Mec, tu devrais éviter le stream comme la peste tbh. Ce n'est pas sain.
Plate-forme Fenêtre Mingw-W64 GCC 11.0.0 MSVCRT + LIBSTDC ++ + compilation statique
Méthode Taille binaire Commentaire
fléau 925KB Utilisez FSTREAM n'est pas bon pour votre santé car STD :: Locale gonfle votre binaire.
fast_io :: obuf_file 155KB
fast_io :: c_file_unlocked 157KB J'ai piraté l'implémentation du fichier de MSVCRT *
fast_io :: c_file 157KB Filé en toute sécurité. J'ai piraté l'implémentation du fichier de MSVCRT *
fast_io :: filebuf_file 933KB J'ai piraté l'implémentation de libstdc ++ STD :: FileBuf. Le flux C ++ est nul
  1. Code Converti

Générer 100000000? emojis en utilisant le programme dans Benchmarks / 0020.UTF / FILL_NC.CC

Les repères sont en exemples / 0043.ICONV IconV universel. (UTF-8 à GB18030 comme exemple) Test d'IconV:

Plate-forme Fenêtre Mingw-W64 GCC 11.0.0 Msvcrt + libstdc ++
Méthode Temps écoulé Commentaire
commande iconv 1,529
universel.cc 1.293 Utilisez POSIX LiBiConv

Utf8-> utf16le

Les repères sont en exemples / 0022.Utf

Test d'icôve:

Plate-forme Fenêtre Mingw-W64 GCC 11.0.0 Msvcrt + libstdc ++
Méthode Temps écoulé Commentaire
commande iconv 0,967 Iconv GNU. Pas de bom qui suce
utf8_file_to_utf16_file.cc 0,498S J'utilise les algorithmes SSE fournis par le projet UTF-UTILS.

UTF8-> UTF32LE

Les repères sont en exemples / 0022.Utf

Test d'icôve:

Plate-forme Fenêtre Mingw-W64 GCC 11.0.0 Msvcrt + libstdc ++
Méthode Temps écoulé Commentaire
commande iconv 0,844 Iconv GNU. Pas de bom qui suce
utf8_file_to_utf32_file.cc 0,442 J'utilise les algorithmes SSE fournis par le projet UTF-UTILS.

Crédits

La création et le développement de ce projet ont été rendus possibles grâce aux précieuses contributions de divers projets open source. Bien que le code n'ait pas été copié directement à partir de ces projets, je les ai utilisés comme références et je les ai réimplémentés en fonction des objectifs spécifiques de cette bibliothèque. Dans certains cas, des problèmes d'intégration sont survenus qui ont nécessité des modifications du code d'origine. Je suis reconnaissant à ces projets et à leurs développeurs pour leur engagement à rendre leur code ouvert et accessible à la communauté au sens large.

Projet URL
Grisu-exact https://github.com/jk-jeon/grisu-exact
Ryu https://github.com/ulfjack/ryu
Sha-intrinsics 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
Bibliothèque GNU C https://www.gnu.org/software/libc/
GNU Newlib https://sourceware.org/newlib/
Dragonbox https://github.com/jk-jeon/dragonbox
Jeaiii https://github.com/jeaiii/itoa
Crypto ++ https://github.com/weidai11/cryptopp
Myitoa https://gitee.com/xjkp2283572185/mystd
Développer
Informations supplémentaires
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