Golang 刷算法题：标准输入处理的常见陷阱与解决方案

文章目录

前言
读取方式
- [1. fmt.Scan](#1. fmt.Scan)
- - - 方法描述
    - 代码解释
- [2. bufio.NewScanner(os.Stdin)](#2. bufio.NewScanner(os.Stdin))
- - - 方法描述
    - 代码解释
踩坑及解决方案
- [1. fmt.Scan 读取速度慢](#1. fmt.Scan 读取速度慢)
- - - 问题描述
    - 解决方案
- [2. bufio.NewScanner 的容量限制](#2. bufio.NewScanner 的容量限制)
- [3. bufio.NewScanner 处理多数字输入繁琐](#3. bufio.NewScanner 处理多数字输入繁琐)
踩坑
总结建议
- [1. 优先选择 bufio.NewScanner(os.Stdin)](#1. 优先选择 bufio.NewScanner(os.Stdin))
- [2. 按需调整缓冲区大小](#2. 按需调整缓冲区大小)
- [3. 灵活使用分割方式](#3. 灵活使用分割方式)
最后

前言

你好，我是醉墨居士。在最近使用 Golang 刷牛客网算法题的过程中，处理标准输入时遇到了不少棘手的问题。这些问题一度让我的解题之路变得磕磕绊绊，但通过不断地探索和尝试，我成功找到了有效的解决方案。现在，我迫不及待地想把这些经验分享给大家，希望能帮助各位在使用 Golang 刷题时更加顺畅，少走一些弯路

读取方式

我们主要读取标准输入的方式可以分为以下两种：

1. fmt.Scan

方法描述

fmt.Scan 是 Go 语言标准库 fmt 包提供的一个输入函数，它以空白字符（如空格、制表符、换行符等）作为输入值的分隔符。以下是一个简单的示例，该示例从标准输入读取两个整数，并计算它们的和：

go 复制代码

package main

import (
    "fmt"
    "io"
)

func main() {
    var a, b int
    // 循环读取输入
    for {
        // 尝试读取两个整数到变量 a 和 b
        _, err := fmt.Scan(&a, &b)
        // 如果遇到文件结束符（EOF），则跳出循环
        if err == io.EOF {
            break
        }
        // 打印两个整数的和
        fmt.Println(a + b)
    }
}

代码解释

首先定义了两个整数变量 a 和 b，用于存储从标准输入读取的整数
使用 for 循环不断尝试读取输入，fmt.Scan(&a, &b) 会尝试从标准输入读取两个整数，并将它们分别赋值给 a 和 b
如果读取过程中遇到文件结束符（EOF），则 err 会等于 io.EOF，此时跳出循环
若读取成功，则打印 a 和 b 的和

2. bufio.NewScanner(os.Stdin)

方法描述

bufio.NewScanner(os.Stdin) 用于创建一个从标准输入读取数据的扫描器，默认情况下它按行读取输入。以下是一个示例，同样实现读取两个整数并计算它们的和：

go 复制代码

package main

import (
    "bufio"
    "fmt"
    "os"
    "strconv"
    "strings"
)

func main() {
    var a, b int
    // 创建一个从标准输入读取数据的扫描器
    input := bufio.NewScanner(os.Stdin)
    // 循环读取每一行输入
    for input.Scan() {
        // 将当前行按空格分割成字符串切片
        parts := strings.Split(input.Text(), " ")
        // 将第一个字符串转换为整数并赋值给 a
        a, _ = strconv.Atoi(parts[0])
        // 将第二个字符串转换为整数并赋值给 b
        b, _ = strconv.Atoi(parts[1])
        // 打印两个整数的和
        fmt.Println(a + b)
    }
}

代码解释

首先定义了两个整数变量 a 和 b
使用 bufio.NewScanner(os.Stdin) 创建一个扫描器，用于从标准输入读取数据
通过 for input.Scan() 循环逐行读取输入，input.Text() 可以获取当前行的文本内容
使用 strings.Split(input.Text(), " ") 将当前行按空格分割成字符串切片
使用 strconv.Atoi() 函数将分割后的字符串转换为整数，并分别赋值给 a 和 b
最后打印 a 和 b 的和

踩坑及解决方案

在使用上述两种读取方式时，可能会遇到一些问题，下面将详细介绍这些问题及相应的解决方案

1. fmt.Scan 读取速度慢

问题描述

在一些算法题中，当算法的时间复杂度已经优化到极致时，使用 fmt.Scan() 读取输入数据仍然可能会导致超时。这是因为 fmt.Scan 在读取输入时会进行较多的格式化和解析操作，效率相对较低

解决方案

建议使用 bufio.NewScanner() 来替代 fmt.Scan。bufio.NewScanner() 采用了缓冲区机制，能够更高效地读取输入数据，从而避免因读取输入而导致的超时问题

2. bufio.NewScanner 的容量限制

问题描述

默认情况下，bufio.NewScanner 存在容量限制，其最大读取长度为 bufio.MaxScanTokenSize，即 64 * 1024 = 65536 个字节。如果读取的一行字符串的字节长度超过 65536，就会报错 bufio.Scanner: token too long，并且无法读取到完整的一行数据。

解决方案

可以使用 bufio.Scanner.Buffer() 方法来增加缓冲区的最大读取大小。以下是一个示例：

go 复制代码

package main

import (
    "bufio"
    "fmt"
    "os"
)

func main() {
    input := bufio.NewScanner(os.Stdin)
    // 增加缓冲区大小为 1024 * 1024 字节
    buffer := make([]byte, 1024*1024)
    input.Buffer(buffer, 1024*1024)
    for input.Scan() {
        fmt.Println(input.Text())
    }
}

代码解释

首先创建一个 bufio.Scanner 对象
然后使用 make([]byte, 1024*1024) 创建一个大小为 1024 * 1024 字节的缓冲区
调用 input.Buffer(buffer, 1024*1024) 方法将缓冲区设置为 buffer，并将最大读取大小设置为 1024 * 1024 字节
最后通过循环逐行读取输入并打印

3. bufio.NewScanner 处理多数字输入繁琐

问题描述

对于某些题目，如果输入的某一行包含多个数字，且这些数字以空格分隔，使用 bufio.NewScanner 时需要先读取一行，然后使用 strings.Split 方法进行分割，再逐个将字符串转换为数字，操作相对繁琐

解决方案

可以使用 bufio.Scanner.Split(bufio.ScanWords) 方法让输入以空白字符（空格、制表符、换行符等）作为分隔符，这样可以简化输入数据的处理。以下是一个示例：

go 复制代码

package main

import (
    "bufio"
    "fmt"
    "os"
    "strconv"
)

func main() {
    input := bufio.NewScanner(os.Stdin)
    // 设置分割方式为按单词分割
    input.Split(bufio.ScanWords)
    for input.Scan() {
        num, _ := strconv.Atoi(input.Text())
        fmt.Println(num)
    }
}

代码解释

首先创建一个 bufio.Scanner 对象
调用 input.Split(bufio.ScanWords) 方法将分割方式设置为按空白字符进行分割
通过循环逐个读取单词，并将其转换为整数后打印
需要注意的是，如果题目的输入数据是以 , 或者其他非空白字符进行分隔的，就不能使用这种方式。不过这种情况出现的概率相对较低

踩坑

问题：使用fmt.Scan()读输入数据很慢，在某些题目中算法的时间复杂度已经优化到极致了，也会出现超时
解决方案：使用bufio.NewScanner()
问题：使用默认的bufio.NewScanner()是存在容量限制的，bufio.MaxScanTokenSize = 64*1024 = 65536个，也就是说默认情况下只能读取65536个byte的长度，如果读取的一行字符串的字节长度超过65536，就会报错bufio.Scanner: token too long，并且也无法读取到完整的一行数据
解决方案：使用bufio.Scanner.Buffer() 增加缓冲区的最大读取大小
问题：使用bufio.NewScanner对于某些题来说，如果输入的某一行会有多个数字按照空格分隔，我们需要首先读取一行，然后string.Split，然后在逐个索引下标，然后在字符串转数字，操作还是比较繁琐的
解决方案：使用bufio.Scanner.Split(bufio.ScanWords) 让输入以空白字符（空格、制表符、换行符等）做为分隔，但请注意如果题目的输入数据是以 ',' 或者其它非空白字符进行分隔的，就不能使用这种方式，不过这种情况出现概率会很低，至少我到现在还没有遇到过，如果不幸遇到了，那就没办法了，只能每次读取数据进行略微繁琐的预处理

总结建议

1. 优先选择 bufio.NewScanner(os.Stdin)

在处理标准输入时，建议优先使用 bufio.NewScanner(os.Stdin) 来读取数据。因为它比 fmt.Scan 更快，能够有效避免在一些题目中因读取输入而造成的超时问题

2. 按需调整缓冲区大小

根据题目的具体要求，如果一次读取的输入数据长度可能超过 65536 字节，就要使用 bufio.Scanner.Buffer() 方法来增加缓冲区的大小，防止溢出

3. 灵活使用分割方式

对于一些输入数据完全使用空白字符分隔的题目，可以使用 bufio.Scanner.Split(bufio.ScanWords) 方法以空白字符进行分隔，简化输入数据的处理

最后

希望通过以上的分享，能让大家在使用 Golang 刷算法题时更加得心应手。如果在实践过程中遇到任何问题，欢迎随时交流探讨。祝大家刷题顺利，早日攻克各种难题

如果你还有遇到其它类型的问题，欢迎在评论区进行留言