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fast_io

FAST_IOは、例外的な速度を提供するC ++ 20入力/出力ライブラリであり、一般的に使用される<iostream>および<cstdio>ライブラリを置き換えるように設計されています。これはヘッダーのみのライブラリであり、MITライセンスの下でライセンスされているため、あらゆるプロジェクトに簡単に含めることができます。ただし、概念をサポートするC ++ 20コンパイラが必要です。

Fast_ioの元のリポジトリは、時間の経過とともにGit肥大化のためにアーカイブされていますが、古いコミットはまだそこにあります。古いコミットはここにありました。

例

stdoutに印刷します

# include < fast_io.h >

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

メモリマップファイル

# include < fast_io.h >

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

他の例

他の最新の例については、 examples/フォルダーをご覧ください。

非推奨の例はここにありますが、それらはもう機能しないかもしれません。

このi18nリポジトリは、i18nソースファイルを保存します。

https://bitbucket.org/ejsvifq_mabmip/fast_io_i18n

よくある質問

fast_ioで「高速」とはどういう意味ですか？

fast_ioのfastという用語は、それが利用可能な最速の入力/出力ライブラリであることを必ずしも意味するわけではありません（代わりにfastest_ioとして名前が付けられていたため）。代わりに、この用語は、 fast_ioすべての場合に<iostream>および<cstdio>ライブラリよりも著しく高速であるという事実を指します。

サポートされているプラ​​ットフォーム、コンパイラは何ですか...？

サポートされているものとプラットフォーム固有の使用法のリストについては、support.mdを参照してください。

他の質問？

Fast_io Discord ServerまたはQQグループ： 801441303で質問することができます。

ドキュメント

https://ewindy.gitee.io/fast_io_rst/index.htmlまたはhttps://gitee.com/qabeowjbtkwb/fast_io/wikisを参照してください。

特徴

  • システムコールにできるだけ近く。

  • Unicode Support（UTF-8、UTF-16、UTF-32） + GB18030およびUTF-EBCDICのCodeCVT（LIBCは正しく対処していません）

  • c FILE* 、posix fd 、win32/nt HANDLE

  • <cstdio>および<iostream>との相互作用

  • std::endlような簡単に誤用されたものはありません

  • 形式の文字列ではなく静的I/Oマニピュレーター。

  • オプションのロケール。

  • ステートレスI/O操作。

  • 一貫したエラー処理;利用可能な場合、例外としての唯一のエラー報告メカニズムとしての例外（ std::error_code 、 std::system_errorまたは役に立たないバウンドチェック）として）

  • 自立モード。

  • メモリ安全性の問題を保護するためのサニタイザー特別コードに対処します。

  • 動的な計装サポート

  • POSIX ICONVをサポートします。 Coding Conversionにはfast_ioを使用できます。

  • 些細なコピー可能なタイプと標準コンテナのバイナリシリアル化

  • C ++コンテナでよく再生します（例std::vector<fast_io::obuf_file>が有効です）

  • BASIC/LUA/Python/etc形式（印刷、スキャン）。セキュリティの危険であるため、CおよびC ++のサポートはありません。

  • APIを提供して、 FILE*およびC ++ストリームの内部実装を公開します。

  • ネイティブハンドルインターフェイス

  • カスタムデバイスを非常に簡単にサポートできます

  • CおよびC ++スタイルコンパイル時間オープンモードの解析。

  • traits_typeはありませEOF

  • 動的タイプのサポート

  • マルチプロセス

  • メモリマッピング

  • IOのデバッグ（オプションでGUIを使用）

  • 往復フローティングポイントアルゴリズム

  • ハッシュアルゴリズムのサポート：固有のSHA-1、固有のHMAC-SHA1、固有のSHA-256、固有のHMAC-SHA256、SHA-512、HMAC-SHA512、およびJenkins Hashなどの非暗号ハッシュアルゴリズム。

  • Zlib圧縮/減圧

  • ファイルシステム

  • OpenSSL Bio、QT QFile、MFC CFILEサポート

ポストC ++ 20

  1. モジュールサポート
  2. Async IOのコルーチンサポート
  3. ゼロオーバーヘッドの決定論的な例外が標準に追加されると、コードを改善およびリファクタリングします

ベンチマーク

  1. I/O 10m整数

目標：0〜10mで1,000万インクを印刷してファイルします。次に、そのファイルを再開してスキャンします。

すべてのベンチマークは、ベンチマーク/0000.10m_size_t/unitにあります。

通知：BufsizのためにLibstdc ++のBufsiz 1048576を変更しました。MINGW-W64には小さすぎる（512バイト）、または恐ろしく機能します。

プラットフォームWindows MINGW-W64 GCC 11.0.0 MSVCRT+ LIBSTDC ++
方法出力時間入力時間コメント
stdio.h（fprintf/fscanf） 2.412987S 5.607791S
fstream 0.462012S 1.192s
rdbuf.sputcトリックを備えたfstream 0.33895S 1.170173S
fast_io :: i/obuf_file 0.04903S 0.080996S
fast_io :: i/obuf_file_mutex 0.146064S 0.113155S安全なスレッド
c_locale_i/obuf_file（ "c"） 0.065988S 0.086012Sロケール、ロケール「C」が染み込んでいます
c_locale_i/obuf_fileローカル0.153995Sロケール、ロケール「」が染み込んでいます
fmt :: format_int+obuf_file 0.122999S
fmt :: format_int+ofstream 0.209055S
fmt :: format+ofstream 0.548s FMTは物事を遅くします
FMT ::印刷0.663996S FMTは物事を遅くします
std :: to_chars+obuf_file 0.12s
std :: to_chars+ofstream 0.192S
fast_io :: c_file_unlocked 0.098999S 0.126003S MSVCRTのファイル*実装をハッキングしました
fast_io :: c_file 0.298988S 0.318001S安全なスレッド。 MSVCRTのファイル*実装をハッキングしました
fast_io :: filebuf_file 0.048999S 0.081S libstdc ++のstreambuf/filebuf実装をハッキングしました
fast_io :: iobuf_utf8_file_char16 0.124s 0.112001S UTF-16 => SSEを使用したUTF-8
fast_io :: iobuf_utf8_file_char32 0.110999S 0.111011S UTF-32 => SSE付きUTF-8
std :: wofstream 2.64s 3.843735S wofstream with std :: locale codecvt。非常に遅いTBH。
fast_io :: wfilebuf_io_observer 2.415692S 2.497704S wofstream with std :: locale codecvt。これは、FSTREAMが修正されないことを証明しています。
さび語0.483S錆が遅いです。また、錆はロケールを扱っていません。それがどれほど悪いかを考えてください。
Rust Itoa Library 0.4.6 > 0.165Sバイアスを確保するために、 n部分を無視しました。

錆言語は、fast_ioより10倍遅いです。 +バイナリの膨満感と伊藤ライブラリは、私にとって非常に遅く、使いやすいです。 Fast_ioより少なくとも3倍遅いです。

MSVC 19.26.28805で同じテストを実行します。

プラットフォームWindows MSVC 19.26.28805私の人生の時間を廃棄するfmtlibをインストールしてください
方法出力時間入力時間コメント
stdio.h（fprintf/fscanf） 1.5353597S 1.4157233S
fstream 3.6350262S 3.8420339S
rdbuf.sputcトリックを備えたfstream 3.3735902S 3.8145566S
fast_io :: i/obuf_file 0.0631433S 0.1030554S
fast_io :: i/obuf_file_mutex 0.2190659S 0.2485886S安全なスレッド
std :: to_chars+obuf_file 0.1641641S
std :: to_chars+ofstream 0.5461922S
fast_io :: c_file_unlocked 0.1102575S 0.2399757S Universal CRTのファイル*実装をハッキングしました
fast_io :: c_file 0.2034755S 0.2621148S安全なスレッド。 UCRTのファイル*実装をハッキングしました
fast_io :: filebuf_file 0.126661S 0.2378803S MSVC STLのStreamBuf/FileBuf実装をハッキングしました

GCC 11で同じテストを実行します。Glibc+ libstdc ++

プラットフォームLinux GCC 11.0.0 glibc+ libstdc ++
方法出力時間入力時間コメント
stdio.h（fprintf/fscanf） 0.532792935S 0.591907111S
rdbuf.sputcトリックを備えたfstream 0.318896068S 0.429406415S
fast_io :: i/obuf_file 0.050300857S 0.065372395S
fast_io :: i/obuf_file_mutex 0.05290654S 0.083040518S安全なスレッド
c_locale_i/obuf_file（ "c"） 0.051939052S 0.065820056Sロケール、ロケール「C」が染み込んでいます
c_locale_i/obuf_fileローカル0.162406082Sロケール、ロケール「」が染み込んでいます
std :: to_chars+obuf_file 0.115453587S
fmt :: format_int+obuf_file 0.1183587S
fmt :: format_int+ofstream 0.195914384S
fmt :: format+ofstream 0.633590975S FMTは物事を遅くします
FMT ::印刷0.495270371S FMTは物事を遅くします
ブースト:: ioStreams 0.400906063S 0.444717051SブーストioStreamsを使用しても、コードが高速になりません
fast_io :: c_file_unlocked 0.060076723S 0.073299716S Glibcのファイル*実装をハッキングしました
fast_io :: c_file 0.092490191S 0.104545535S安全なスレッド。 Glibcのファイル*実装をハッキングしました
fast_io :: filebuf_file 0.052251608S 0.06655806S libstdc ++のstreambuf/filebuf実装をハッキングしました

fast_ioは、既存の施設のパフォーマンスを10倍に向上させることもできます。はい、概念を使用してすべてを抽象化するため、プラットフォームに応じて10倍のファイル*とFSTREAMのパフォーマンスを改善することもできます。 FMTLIBは実際にI/Oパフォーマンスを遅くします。

  1. Ryuアルゴリズムを使用した往復モードで10mダブル出力

MSVCのCharConvのみが実装するため、MSVCのこのテストのみを実行します。はい。 Fast_ioは、同じアルゴリズムを実行してMSVCのCharConvを20％以上倒します。

すべてのベンチマークはベンチマーク/0001.10m_double/charconvにあります。

MSVC 19.26.28805で同じテストを実行します。

プラットフォームWindows MSVC 19.26.28805
方法出力時間コメント
i/obuf_file 0.4653818S
charconv + obuf_file 0.6011S
  1. 生のI/Oパフォーマンス

すべてのベンチマークはベンチマーク/0014.file_io/file_ioにあります。

出力100000000X「Hello World n」

注意：私はlibstdc ++のs std :: filebufのbufsizを1048576に変更しました。

プラットフォームWindows MINGW-W64 GCC 11.0.0 MSVCRT+ LIBSTDC ++
方法出力時間コメント
fwrite 2.524001S
fstream 1.013001S
fast_io :: obuf_file 0.437998S
fast_io :: obuf_file_mutex 1.371S安全なスレッド
fast_io :: c_file_unlocked 1.164997S MSVCRTのファイル*実装をハッキングしました
fast_io :: c_file 3.337945S安全なスレッド。 MSVCRTのファイル*実装をハッキングしました。さらに最適化する必要があります
fast_io :: filebuf_file 0.467001S libstdc ++のs std :: filebuf実装をハッキングしました
プラットフォームLinux GCC 11.0.0 glibc+ libstdc ++
方法出力時間コメント
fwrite 1.457288317S
fstream 1.249783346S
fast_io :: obuf_file 0.494827134S
fast_io :: obuf_file_mutex 0.497138826S安全なスレッド
fast_io :: c_file_unlocked 0.687976666S Glibcのファイル*実装をハッキングしました
fast_io :: c_file 0.910792697S安全なスレッド。 Glibcのファイル*実装をハッキングしました
fast_io :: filebuf_file 0.526955039S libstdc ++のs std :: filebuf実装をハッキングしました
プラットフォームWindows MSVC 19.26.28805 UCRT + MSVC STL
方法出力時間コメント
fwrite 3.3139122S
fstream 1.7184119S
fast_io :: obuf_file 0.7996034S
fast_io :: obuf_file_mutex 2.2949221S安全なスレッド。 STD :: MutexはMSVC STLではひどく遅いようです。
fast_io :: c_file_unlocked 1.2103924S UCRTのファイル*実装をハッキングしました
fast_io :: c_file 2.3604295S安全なスレッド。 UCRTのファイル*実装をハッキングしました
fast_io :: filebuf_file 1.2805368S MSVC STLのSTD :: FileBuf実装をハッキングしました
  1. バイナリサイズベンチマークでベンチマークを使用するだけです/0014.file_io/file_io。おい、TBHの疫病としてストリームを避けるべきです。健康ではありません。
プラットフォームWindows MINGW-W64 GCC 11.0.0 MSVCRT + LIBSTDC ++ +静的コンパイル
方法バイナリサイズコメント
fstream 925kb FSTREAMを使用すると、std :: localeがバイナリが膨らんでいるため、健康には良くありません。
fast_io :: obuf_file 155kb
fast_io :: c_file_unlocked 157kb MSVCRTのファイル*実装をハッキングしました
fast_io :: c_file 157kb安全なスレッド。 MSVCRTのファイル*実装をハッキングしました
fast_io :: filebuf_file 933kb libstdc ++のs std :: filebuf実装をハッキングしました。 C ++ストリームは吸う
  1. コード変換

100000000を生成しますか？ベンチマーク/0020.utf/fill_nc.ccでプログラムを使用して絵文字

ベンチマークは例/0043.ICONVユニバーサルICONVにあります。 （例としてUTF-8からGB18030からGB18030から）ICONVテスト：

プラットフォームWindows MINGW-W64 GCC 11.0.0 MSVCRT+ LIBSTDC ++
方法経過時間コメント
ICONVコマンド1.529S
Universal.cc 1.293S posix libiconvを使用します

utf8-> utf16le

ベンチマークは例/0022.UTFにあります

ICONVテスト：

プラットフォームWindows MINGW-W64 GCC 11.0.0 MSVCRT+ LIBSTDC ++
方法経過時間コメント
ICONVコマンド0.967S GNU ICONV。吸うボムはありません
utf8_file_to_utf16_file.cc 0.498S UTF-UTILSプロジェクトによって提供されるSSEアルゴリズムを使用しています。

UTF8-> UTF32LE

ベンチマークは例/0022.UTFにあります

ICONVテスト：

プラットフォームWindows MINGW-W64 GCC 11.0.0 MSVCRT+ LIBSTDC ++
方法経過時間コメント
ICONVコマンド0.844s GNU ICONV。吸うボムはありません
utf8_file_to_utf32_file.cc 0.442s UTF-UTILSプロジェクトによって提供されるSSEアルゴリズムを使用しています。

クレジット

このプロジェクトの作成と開発は、さまざまなオープンソースプロジェクトの貴重な貢献のおかげで可能になりました。コードはこれらのプロジェクトから直接コピーされていませんが、私はそれらを参照として使用し、このライブラリの特定の目的に合わせてそれらを再実装しました。場合によっては、元のコードの変更が必要な統合の問題が発生しました。これらのプロジェクトとその開発者が、コードをオープンにし、より広いコミュニティにアクセスできるようにしてくれたことに感謝しています。

プロジェクトURL
grisu-exact https://github.com/jk-jeon/grisu-exact
リュウ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
GNU Cライブラリhttps://www.gnu.org/software/libc/
GNU Newlib https://sourceware.org/newlib/
ドラゴンボックスhttps://github.com/jk-jeon/dragonbox
jeaiii https://github.com/jeaiii/itoa
暗号++ https://github.com/weidai11/cryptopp
myitoa https://gitee.com/xjkp2283572185/mystd
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