[I/O 優化] PYTHON 篇

[I/O 優化] C++ 篇

「$PYTHON$」的執行速度相對於其它程式語言慢，
原因其實有很多，
其實有許多方法去優化 $PYHON$ 的執行速度，
以下介紹幾種基本的 $I/O$ 優化方法。


< $Input \ Optimize$ >
讀入的方法使用 $sys$ 模組的 $stdin$，
有以下幾種方法。

1. 一次讀一行：

from sys import stdin
line = stdin.readline()

一次讀取 $stdin$ 檔一行，

如果讀到 $EOF$ 則回傳空字串。

而讀的這一行會把前後不可見字元(包含 '\n'、' ' …等)也讀進去，

如果該行有多餘的空白，

可能會導致預期外的結果，

因此在使用時常會搭配 $strip()$ 使用，

$strip()$ 可以移除前後不可見字元。

from sys import stdin
line = stdin.readline().strip()

這樣的讀取方法，相當於 $input()$，

然而速度是相對較快的(約可以快 $20\%$ ~ $30\%$)！

2. 一次讀完 $stdin$ 檔：

from sys import stdin
lines = stdin.readlines()

這會把 $stdin$ 檔一次讀完，

並且回傳一個 $list$，

每一行讀取內容為 $list$ 的一個元素，

因此 $len(list)$ 就會是 $stdin$ 檔的總行數。

這種方法有好有壞，

好處是方便查看 $stdin$ 檔總共有幾行，

而壞處是會使用大量的記憶體去儲存資料。

3. 一次讀固定數量：

• $read()$ 沒有參數：

from sys import stdin
chars = stdin.read()

就是把 stdin 檔一次讀完， 並回傳一個字串， 為讀取的所有內容。

• $read()$ 有參數：

from sys import stdin
chars = stdin.read(100)

從 $stdin$ 檔一次讀 $100$ 個字元， 如果欲讀取字元總數大於 $stdin$ 檔剩餘可讀去字元數， 則讀到 $EOF$ 停止。 同樣地會回傳一個字串， 為讀取的所有內容。

4. 特別用法：

from sys import stdin
for line in stdin:
    pass

和一次讀一行概念一樣， 不過這是用迭代的方式跑完 $stdin$ 檔， 方便的是不用特別處理 $EOF$， 迭代完 $stdin$ 檔就會跳出迴圈。


< $Output \ Optimize$ >
輸出的方法用 $sys$ 模組的 $stdout$，
有以下幾種輸出方法。
1. $stdout.write()$：

from sys import stdout
stdout.write('hello, world\n')

用法整理：

• 傳入的參數必須為一個字串。
• 不會自動換行(要自行加上 '\n' 換行字元)。
• 會回傳所寫的字元總數。

2. $stdout.writelines()$：
用法一：

from sys import stdout
stdout.writelines('hello, world\n')

用法二：

from sys import stdout
stdout.writelines(['hello, ', 'world\n'])

用法整理：

• 傳入的參數必須是 $iterable$ 的物件。
• 迭代這個物件的每一個元素並寫入 $stdout$ 檔。
• 沒有回傳值(回傳值為 $None$)。
• 如果傳入的參數是字串，$stdout.writelines()$ 的速度遠慢於 $stdout.write()$，應盡量避免。

由於 $PYTHON$ 對於形態之間的轉換方便處理，
所以要節省使用時間的話，
會將每次得到的答案轉成字串形態，
另外存在一個字串或 $list$ 裡，
最後一次輸出。
方法如下：
用法一：

from sys import stdin, stdout
def solution(parameter):
    pass
ans = ''
for s in stdin:
    s = s.strip()
    ans += str(solution(s)) + '\n'
stdout.write(ans + '\n')

用法二：

from sys import stdin, stdout
def solution(parameter):
    pass
ans = []
for s in stdin:
    s = s.strip()
    ans.append(str(solution(s)))
stdout.write('\n'.join(ans) + '\n')

< $Conclusion.$ >
面對一些時限卡很緊的題目，
使用這些方法，
可能因減少讀入/輸出的時間，
而意外的通過了題目。
雖然這些方法，
並不能減少太多執行速度，
但仍不無小補。



以上，

若有更好的想法歡迎提出哦！