使用istream和FILE运行getline的性能差异*

Question

我试图比较逐行读取文件的性能。第一种情况是getline for string和istream，第二种情况是getline for char *和FILE *。我想知道：

1. 为什么第一种情况太慢了？
2. 是否有可能使C++代码段更快？

考虑输出下面（ifstream的第一）：

Lines count: 10628126 
ifstream getline: 43.2684 
Lines count: 10628126 
fopen getline: 1.06217 

FILE *第一：

Lines count: 10628126 
fopen getline: 1.96065 
Lines count: 10628126 
ifstream getline: 43.0428 

我用于测试的代码：

#include <fstream> 
#include <iostream> 
#include <string> 

#include <sys/time.h> 
#include <stdio.h> 


using namespace std; 

double gettime() 
{ 
    double result = 0; 
    struct timeval tv = {0}; 
    struct timezone tz = {0}; 
    gettimeofday(&tv, &tz); 
    result = tv.tv_sec + (1.0 * tv.tv_usec/1000000); 
    return result; 
} 

void read_cpp(const char * filename) 
{ 
    ifstream ifile(filename); 
    string line; 
    unsigned int i = 0; 
    while(getline(ifile, line)) i++; 
    cout << "Lines count: " << i << endl; 
} 

void read_c(const char * filename) 
{ 
    FILE * ifile = fopen(filename, "r"); 
    size_t linesz = 4096+1; 
    char * line = new char[linesz]; 
    unsigned int i = 0; 
    while(getline(&line, &linesz, ifile) > 0) i++; 
    delete[] line; 
    cout << "Lines count: " << i << endl; 
    fclose(ifile); 
} 

int main(int argc, char * argv[]) 
{ 
    double tmstart; 
    tmstart = gettime(); 
    read_cpp(argv[1]); 
    cout << "ifstream getline: " << (gettime() - tmstart) << endl; 
    tmstart = gettime(); 
    read_c(argv[1]); 
    cout << "fopen getline: " << (gettime() - tmstart) << endl; 
} 

P.S.我试图交换read_cpp和read_c几乎没有区别。

UPDATE

它看起来像@Galik和@geza无法使用G ++编译器来重现问题，所以我查了Linux环境下的代码，有Ç和℃之间几乎没有差别++实现。所以这似乎是一个环境问题。本来我测量使用的是Mac OS X和默认的C++编译器，是clang（惊讶我）时间：

$ g++ -v 
Configured with: --prefix=/Applications/Xcode.app/Contents/Developer/usr --with-gxx-include-dir=/usr/include/c++/4.2.1 
Apple LLVM version 8.1.0 (clang-802.0.42) 
Target: x86_64-apple-darwin16.7.0 
Thread model: posix 
InstalledDir: /Applications/Xcode.app/Contents/Developer/Toolchains/XcodeDefault.xctoolchain/usr/bin 

但所有这些事情从来没有真正g++发生了：

$ g++ -v 
Using built-in specs. 
COLLECT_GCC=g++ 
COLLECT_LTO_WRAPPER=/usr/lib/gcc/x86_64-linux-gnu/4.9/lto-wrapper 
Target: x86_64-linux-gnu 
Configured with: ... 
Thread model: posix 
gcc version 4.9.2 (Debian 4.9.2-10) 

对不起球员为不便。

UPDATE2

我已经找到了相关主题clang++ fstreams 10X slower than g++。作者还面临着由clang编译的代码的性能下降。要解决此问题，可以使用不同的stdlib实现（-stdlib=stdlibc++）而不是默认设置（-stdlib=libc++）。在这种情况下clang将显示弃用警告：

clang: warning: libstdc++ is deprecated; move to libc++ [-Wdeprecated] 

但性能会好很多（即使没有优化）：

Lines count: 10628126 
fopen getline: 1.02899 
Lines count: 10628126 
ifstream getline: 1.67594 

Answer 1

C++版本可以做更多的边界检查，现场演绎和iostream状态管理。它非常强大。

c版本是极简主义和更脆弱。

有一个安全和实用的价格。

那个价格就是时间。

更新：

的C readline的预计使用malloc和free，而不是新的和删除。

这里是修正版本：

#include <cstdlib> 
#include <cstdio> 
#include <iostream> 

void read_c(const char * filename) 
{ 
    FILE * ifile = fopen(filename, "r"); 
    size_t linesz = 0; 
    char * line = nullptr; 
    unsigned int i = 0; 
    while(getline(&line, &linesz, ifile) > 0) i++; 
    free(line); 
    std::cout << "Lines count: " << i << std::endl; 
    fclose(ifile); 
}