cin과 out의 시간 단축을 위한 몇 가지 팁

https://www.acmicpc.net/problem/1620

1620번: 나는야 포켓몬 마스터 이다솜

오늘은 심심해서 백준에서 알고리즘 문제를 몇 개 풀어봤다. 

그러다가 재미있는 문제를 찾아서 풀어봤는데, 아무리 풀어도 시간초과가 해결이 안됨...

그래서 지인에서 알아보다가, 왜 내 제출이 시간초과가 나는지 알게 되었다.

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1. cout의 endl 사용 시 이슈

우리가 iostream의 출력 함수를 사용할 경우, 아래와 같이 사용하게 된다.

#include<iostream>

using namespace std;

int main(void) {
    int n = 42;
    
    cout << n << endl;

    return 0;
}

그런데, 여기서 endl의 작동에 대해 내가 모르는 점이 있었다.

endl을 사용할 경우, 단순히 개행 문자만 넣어주는 것이 아니라, flush가 함께 작동한다. 

 

공식 문서에서도, 설명에서 "Inserts a newline character into the output sequence os and flushes it as if by calling os.put(os.widen('\n')) followed by os.flush()." 라고 언급하는 것을 볼 수 있다.

 

링크 를 보면, 직접 실험해서 포스팅해주신 결과도 존재한다.

일단 최고로 좋은 것은 printf 쓰기!! 다만 나의 경우 cpp 느낌나게 짜보려다가 실수를 크게 한 셈이 되겠다.

 

이를 해결하는 법은 간단하다.

endl 대신, 개행문자 "\n"을 마지막에 넣어주면 된다. 

 

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2. cout과 cin의 최적화

위의 작동만 하면 끝일까? 그 상태로 cout/cin을 활용해 제출해 보았으나, 여전히 시간초과가 발생하였다.

그래서 printf로 바꾸려다가, 오기가 들어서 좀 더 최적화 방법을 검색해보았다.

그 결과 찾은 또다른 방법!! 먼저 코드를 보자.

#include<iostream>

using namespace std;

int main(void) {
    ios_base::sync_with_stdio(false); //1
    cin.tie(NULL); cout.tie(NULL);    //2
    
    int n = 42;
    
    cout << n << "\n";

    return 0;
}

위의 코드를 보면, main 함수에 두 라인이 추가된 것을 알 수 있다.

1. ios::sync_with_stdio(false)는 c와 cpp 입출력의 synchronization 작동을 false로 설정한다.
   이 경우, 동기화를 위한 작업이 수행되지 않고 자체적인 버퍼에 값이 저장된다.
   물론 ps를 위한 코드에 스레드를 쓰지는 않지만...이는 thread safe하지 않은 로직이므로,
   만약 thread를 사용하는 코드에서 이 코드가 들어가면 입력 도중 thread의 context switching으로 인해
   의도하지 않은 값이 들어가거나 나올 수 있다. 혹은, 버퍼에 다른 스레드가 접근해 값을 조작할 수도 있다.
   그러나 상황에 맞게 사용!!
2. cin과 cout의 tie를 NULL로 설정해 준다. 이 경우, 자동 flush를 막아 시간 복잡도에 이득을 준다.

해당 사항은 이 링크와, 스택오버플로우 게시글을 참고하였다.

 

실제로 해당 옵션을 껐을때와 켰을때의 차이는 분명하다.

직접 수행해 본 결과물.

스레드 동기화 옵션을 풀고 tie를 풀어준 결과 224ms에 문제가 통과되었으나, 

해당 옵션을 설정하지 않고 제출한 결과 가차없는 시간 초과...

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결론

아무래도 나는 ps를 좀 예전에 했던 것도 있고, 콘솔에서 입출력을 할 때에는 scanf/printf를 자주 사용했다.

이 문제의 경우는 string으로 받아서 hash_map에 넣어 처리하는 게 편할까 싶어 cin/cout을 써봤는데,

생각보다 내가 cpp 사용이 미숙해 예상치 못한 어려움을 겪었다.

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덧붙여서 근황.

오늘은 ucpc 2021에 참가해 즐거운 문제풀이 시간을 보냈다.

시간이 나면 그 중 풀었던 문제에 대해 간단한 글을 써볼까도 싶다.

왜 이렇게 잘하는 사람들이 많은지 좌절이 많았던 하루였다.

오예 18등!! 성현정보 파이팅ㅋㅋㅋㅋ

혹시 잘못된 내용이 있다면 지적 부탁드립니다.