参考资料

前言

最近在刷算法题的时候，经常看到大佬们的代码里都会加这么几行：

ios::sync_with_stdio(0);
cin.tie(0);
cout.tie(0);

一开始我也不太明白这是干什么的，只是机械地复制粘贴。后来遇到一道题，数据量特别大，不加这几行就TLE（超时），加了就AC了。这才意识到这几行代码的重要性，于是专门学习了一下。

今天就来详细讲讲这三行”魔法代码”到底是什么，为什么能加速，以及使用时要注意什么。

为什么需要加速？

在C++中，有两套输入输出系统：

类型 函数 特点
C风格 scanf, printf 速度快 ⚡
C++风格 cin, cout 速度慢 🐌

为什么cin/cout会慢？

默认情况下，cin/cout为了兼容C语言的scanf/printf，做了很多额外的同步工作。这导致在处理大量数据时，cin/cout可能比scanf/printf慢2-3倍！

举个例子：

假设要读入100万个整数：

  • 用scanf：可能只需要0.3秒
  • 用cin（不加速）：可能需要1秒
  • 用cin（加速后）：也能达到0.3秒左右

在算法竞赛中，0.7秒的差距可能就是AC和TLE的区别！

三行代码详解

第一行：ios::sync_with_stdio(0)

作用：取消C/C++流的同步

默认情况（sync = true）：

C++的cin/cout和C的scanf/printf是同步的，这意味着：

  • ✅ 可以随意混用两种输入输出方式
  • ❌ 但cin/cout要保持与scanf/printf的同步，会变慢

设置为false后：

ios::sync_with_stdio(false);
// 或者简写为
ios::sync_with_stdio(0);
  • ✅ cin/cout速度大幅提升，接近scanf/printf
  • ❌ 不能再混用cin/cout和scanf/printf

代码示例

// ❌ 错误用法：混用导致问题
ios::sync_with_stdio(false);

cin >> x;           // C++风格
scanf("%d", &y);    // C风格 - 不能这样！
printf("%d", z);    // C风格 - 不能这样！
// ✅ 正确用法：统一用C++风格
ios::sync_with_stdio(false);

cin >> x;
cin >> y;
cout << x << " " << y << "\n";

形象比喻

想象有两条传送带：

同步模式（默认）：

C传送带   ─┐
           ├─→ 合并成一条，能混用但慢
C++传送带 ─┘

不同步模式（加速）：

C传送带   ──→ 各走各的，快但不能混用
C++传送带 ──→

第二行：cin.tie(0)

作用：解除cin与cout的绑定

默认情况（绑定）：

cin和cout是绑定在一起的。每次使用cin输入之前，会自动刷新cout的缓冲区。

这是为了保证交互式程序的正确性：

cout << "请输入你的年龄：";
cin >> age;  // 输入前会先把"请输入你的年龄："显示出来

解除绑定后：

cin.tie(nullptr);
// 或者简写为
cin.tie(0);
  • ✅ 不再自动刷新cout，速度更快
  • ⚠️ 对于大多数算法题没有影响
  • ⚠️ 交互题可能需要手动刷新

什么时候需要手动刷新？

对于交互题（需要实时输入输出的题目），可能需要：

cout << answer << endl;  // endl会自动刷新
// 或者
cout << answer << "\n";
cout.flush();  // 手动刷新

速度提升原理

// 默认情况（绑定）
for (int i = 0; i < 1000000; ++i) {
    cout << i << " ";  // 输出
    cin >> x;          // 输入前自动刷新cout（慢！）
}

// 解除绑定后
cin.tie(nullptr);
for (int i = 0; i < 1000000; ++i) {
    cout << i << " ";  // 输出
    cin >> x;          // 不会自动刷新（快！）
}

第三行：cout.tie(0)

作用：解除cout的绑定

真相：这行基本没用！

cout默认就没有绑定任何流，所以这行代码：

cout.tie(nullptr);

写不写都一样，不会有任何性能提升。

为什么很多人还写？

主要有两个原因：

  1. 习惯性：复制模板时一起复制了
  2. 求心理安慰：反正写了也没坏处

建议

可以不写！ 但写了也不会出错，看个人习惯。

完整使用模板

标准竞赛模板

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

int main() {
    // 输入输出加速
    ios::sync_with_stdio(false);
    cin.tie(nullptr);
    // cout.tie(nullptr);  // 这行可以省略
    
    // 你的代码
    int n;
    cin >> n;
    cout << n << "\n";  // 用 \n 代替 endl（更快）
    
    return 0;
}

简化写法（逗号表达式）

int main() {
    ios::sync_with_stdio(0), cin.tie(0);
    
    // 你的代码
    
    return 0;
}

这种写法利用了C++的逗号表达式，三个语句会依次执行，效果完全相同。

性能对比测试

我自己测试了一下，读入100万个整数的耗时：

方法 耗时 相对速度
scanf/printf 0.28秒 基准（最快）⚡⚡⚡
cin/cout（不加速） 0.89秒 慢3倍 🐌
cin/cout（加速） 0.31秒 接近scanf ⚡⚡⚡

可以看到，加速后的cin/cout已经非常接近scanf/printf了！

注意事项与常见错误

⚠️ 注意1：不能混用C/C++输入输出

ios::sync_with_stdio(false);

// ✅ 可以这样
cin >> x;
cout << x;

// ❌ 不能这样
cin >> x;
printf("%d", x);  // 错误！输出可能乱序

// ❌ 也不能这样
scanf("%d", &x);  // 错误！
cout << x;

// ❌ getchar也不行
getchar();  // 错误！getchar是C函数

记住：加了加速后，只能用cin/cout，不能用任何C风格的输入输出函数！

⚠️ 注意2：用\n代替endl

// 推荐写法（快）
cout << x << "\n";

// 不推荐写法（慢）
cout << x << endl;

原因： endl会强制刷新缓冲区，而\n不会。在循环中大量使用endl会严重影响性能。

⚠️ 注意3：数据量小时可以不加

  • 数据量 < 10,000：加不加都行，差别不大
  • 数据量 > 100,000：建议加上
  • 数据量 > 1,000,000：必须加，否则可能TLE

⚠️ 注意4：交互题要小心

对于需要实时交互的题目（比如猜数字游戏），可能需要手动刷新：

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

// 输出后需要立即显示
cout << "我猜50\n";
cout.flush();  // 手动刷新

cin >> response;

或者对于交互题，干脆不加速：

// 交互题可以不加这两行
// ios::sync_with_stdio(false);
// cin.tie(nullptr);

cout << "我猜50" << endl;  // endl会自动刷新
cin >> response;

实战案例

案例1：大量数据读入

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

int main() {
    ios::sync_with_stdio(false);
    cin.tie(nullptr);
    
    int n;
    cin >> n;
    
    vector<int> a(n);
    for (int i = 0; i < n; ++i) {
        cin >> a[i];  // 快速读入
    }
    
    for (int i = 0; i < n; ++i) {
        cout << a[i] << "\n";  // 快速输出
    }
    
    return 0;
}

案例2：多组测试数据

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

int main() {
    ios::sync_with_stdio(false);
    cin.tie(nullptr);
    
    int T;
    cin >> T;
    while (T--) {
        int n, k;
        cin >> n >> k;
        // 处理数据...
        cout << result << "\n";
    }
    
    return 0;
}

总结

三行代码的作用总结

代码 作用 重要性 副作用
ios::sync_with_stdio(false) 取消C/C++流同步 ⭐⭐⭐ 很重要 不能混用scanf/printf
cin.tie(nullptr) 解除cin与cout绑定 ⭐⭐ 有用 交互题需要注意
cout.tie(nullptr) 解除cout绑定 ⭐ 基本没用 无

记忆口诀

sync 同步关，cin cout 更快跑
tie 绑定解，输入输出不等待
cout.tie 没啥用，写不写都无所谓

什么时候使用？

  • ✅ 算法竞赛：基本上都要加
  • ✅ 大数据量题目（n > 100,000）：必须加
  • ⚠️ 交互题：谨慎使用，可能需要手动刷新
  • ❌ 小数据量题目（n < 10,000）：可以不加

最佳实践

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

int main() {
    // 标准竞赛模板
    ios::sync_with_stdio(false);
    cin.tie(nullptr);
    
    // 记住：
    // 1. 只用 cin/cout，不用 scanf/printf
    // 2. 用 \n 代替 endl
    // 3. 不要混用 C/C++ 输入输出
    
    // 你的代码...
    
    return 0;
}