fprintf 与 std::ofstream 的性能非常令人惊讶（fprintf 非常慢）

Question

我正在运行一些基准测试，以找到在 C++ 中将大型数组写入文件的最有效方法（在 ASCII 中超过 1Go）。

所以我将 std::ofstream 与 fprintf 进行了比较（请参阅下面我使用的开关），

    case 0: {
        std::ofstream out(title, std::ios::out | std::ios::trunc);
        if (out) {
            ok = true;
            for (i=0; i<M; i++) {
                for (j=0; j<N; j++) {
                    out<<A[i][j]<<" ";
                }
                out<<"\n";
            }
            out.close();
        } else {
            std::cout<<"Error with file : "<<title<<"\n";
        }
        break;
    }
    case 1: {
        FILE *out = fopen(title.c_str(), "w");
        if (out!=NULL) {
            ok = true;
            for (i=0; i<M; i++) {
                for (j=0; j<N; j++) {
                    fprintf(out, "%d ", A[i][j]);
                }
                fprintf(out, "\n");
            }
            fclose(out);
        } else {
            std::cout<<"Error with file : "<<title<<"\n";
        }
        break;
    }

而我的巨大问题是 fprintf 似乎比 std::ofstream 慢 12 倍以上。您知道我的代码中问题的根源是什么吗？或者也许 std::ofstream 与 fprintf 相比非常优化？

（还有另一个问题：您知道另一种更快的写入文件的方法吗）

非常感谢

（详细信息：我正在使用 g++ -Wall -O3 进行编译）

Answer 1

fprintf("%d" 需要对格式字符串进行运行时解析，每个整数一次。ostream& 运算符<<(ostream&, int) 由编译器解析，每次编译一次。

Answer 2

嗯，fprintf() 确实需要在运行时做更多的工作，因为它必须解析和处理格式字符串。然而，考虑到输出文件的大小，我预计这些差异影响不大，并且预计代码受 I/O 限制。

因此，我怀疑您的基准在某种程度上存在缺陷。

1. 如果重复运行测试，您是否始终会得到 12 倍的差异？
2. 如果颠倒运行测试的顺序，时间会发生什么变化？
3. 如果最后调用 fsync()/sync() 会发生什么？

Answer 3

ofstream中有一个文件缓冲区，这可以减少访问磁盘的次数。另外，fprintf是一个可变参数的函数，它会调用一些va_#函数，但ofstream不会。我认为你可以使用fwrite()或putc()进行测试。

Answer 4

您是否在所显示的代码上游的某个位置设置了sync_with_stdio？

虽然您报告的内容与经验所见相反，但大多数人认为并相信您所看到的应该是常态。 iostream 是类型安全的，而 printf 系列函数是可变参数函数，必须从格式说明符推断 va_list 的类型。

Answer 5

怎么样：

uint32_t foo;
// <some code setting foo>
std::cout<< std::setfill('0') << std::setw(8) << foo << std<<endl;

编译器无法解析它。