<aside> 💡 이 포스트에서는 C++에서 사용되는 std::cout, std::cin과 기존 C에서 사용되는 printf(), scanf() 함수를 비교 및 분석하고, 이들을 사용하는 자세한 방법을 다룬다

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요약

• std::cin과 std::cout에 비해서 scanf(), printf()가 훨씬 빠르다
• 알고리즘 코딩 테스트에서 대량의 숫자를 입력받을 때 C++ 방식을 이용하면 시간 초과가 발생하지만, C의 방식을 이용하면 통과하는 케이스가 여럿 존재한다
• C++에서 scanf()와 printf() 함수를 사용하기 위해서는 C에서와 마찬가지로 #include <stdio.h> 선언이 필요하다
• C++에서는 std::cin과 std::cout이 C의 표준 입출력과 동기적(synchronized)으로 작동하는데, 동기화를 해제하고 가속하기 위해서는 ios_base::sync_with_stdio(false);과 cin.tie(NULL); 을 호출하면 속도가 비슷해진다
• 출력 시엔 std::endl 대신에 "\\n"을 사용하면 flush(버퍼를 비우는 역할)가 불필요하게 호출되지 않아 속도가 많이 줄어든다

실행 속도 줄이는 법

C++로 알고리즘을 풀 때, 실행 속도를 높이기 위해서는 아래와 같은 구문을 작성할 수 있다

ios_base::sync_with_stdio(false);
cin.tie(null);

원리

• ios_base::sync_with_stdio 구문은 C의 stdio와 C++의 iostream을 동기화시켜주는 역할을 수행함

• 이때, iostream과 stdio의 버퍼를 모두 사용하기 때문에 싱크를 맞추기 위해서는 딜레이가 발생하게 됨

• 이 상태를 false로 지정하여 동기화를 비활성화시킴

• cin.tie(null); 구문은 cin과 cout의 바인딩을 풀어주는 역할을 함

• 기본적으로 cin과 cout은 묶여있고, 묶여있는 스트림들은 한 스트림이 다른 스트림에서 각 I/O 작업을 진행하기 전에 자동으로 버퍼를 비워줌을 보장함

  std::cout << "Type your name: ";
  std::cin >> name;
  

  • 위 코드의 경우 cin과 cout이 묶여 있기 때문에, 이름을 입력하기 전에 Type your name: 구문이 먼저 출력됨
  • 그러나, cin.tie(null); 코드를 추가하면 cin과 cout의 묶음이 풀리면서 Type your name: 구문이 출력되지 않은 상태에서 먼저 이름을 입력받는 경우가 발생할 수 있음
  • 이는 cout이 기보적으로 버퍼에 추가되고 바로 비워지지 않기 때문 (출력 명령을 내리거나 버퍼가 가득 찼을 경우에만 버퍼를 비우고 출력하기 때문)
  • 따라서, cin.tie(null); 코드를 추가했고 name을 입력받기 전에 구문을 먼저 출력하고 싶다면, cout으로 출력할 때 버퍼를 비워줘야 함

제약 사항

• 해당 함수 선언 뒤에는 scanf()나 printf()와 같은 C의 표준 입출력을 사용할 수 없게 됨
• 즉, C++만의 독립적인 버퍼가 생성되어 C의 버퍼와 병행하여 사용할 수 없기 때문임
• 위의 이유로 인해 멀티 쓰레딩 환경에서 문제가 발생할 가능성이 높음
  • 동기화된 C++ 버퍼의 경우 thread-safe 하기 때문에 모든 I/O의 순서가 예상한 것과 정확히 일치함을 보장할 수 있음
  • 하지만, 해당 상태가 false가 되었을 때는 동기화가 비활성화되어 멀티 쓰레딩 환경에서 출력 순서를 보장할 수 없게 됨
  • 마찬가지로 버퍼가 분리되었기 때문에 std::cin과 C의 scanf(), gets(), getchar() 등을 같이 사용하면 안되며, cout과 C의 printf(), puts(), putchar() 등을 같이 사용하면 엉뚱한 결과가 나올 확률이 높음