std::endlと\nの実行速度の違い

Question

C++を扱っています。
そこでstd::endlと\nに着目しました。

std：:endlは改行＋バッファをフラッシュする。
\nは改行の違いがあるようです。

そこでこの二つの実行速度を比べてみることにしました。
以下のコードです。

#include <iostream>
#include <vector>
#include <windows.h>
#include <time.h>

int main(){
    int i;
    int j=0;

/*\nの実行速度*/
    clock_t start = clock();

    for(i=0; i<10000; ++i){
        std::cout << "count = " << j << "\n";
        ++j;
    }
    clock_t end = clock();
/*\nの実行速度*/
/*std::endlの実行速度*/
    j = 0;
    clock_t startstd = clock();

    for(i=0; i<10000; ++i){
        std::cout << "count = " << j << std::endl;
        ++j;
    }
    clock_t endstd = clock();
/*std::endlの実行速度*/

    std::cout << "\nの場合" << (double)(end -start)/ CLOCKS_PER_SEC;
    std::cout << "std::endlの場合" << (double)(endstd -startstd)/ CLOCKS_PER_SEC;
}

実行した結果

\nの場合は　7.463s
std：:endlの場合は3.207s

このような違いが生まれました。
stdの方がフラッシュの操作があるため実行速度が増えると考えていました。
この二つの差はなぜ生まれるのでしょうか。

Comments

[Bego]

ビルド時にアセンブラー リスト ファイルを出力させて、"std::endl" と "\n" の違いを確認してみては？
VisualStudio を使っているなら、コンパイル オプションに "/FAcs" を指定すれば、拡張子が cod のアセンブラー リスト ファイルを生成してくれます。
cod ファイルは、C/C++ ソース コードの各行に対比させた状態でアセンブラー リストを出力してくれるので、デバッグ時にも結構役立ちます。

/FA, /Fa (Listing file)
https://docs.microsoft.com/en-us/cpp/build/reference/fa-fa-listing-file?view=msvc-170

Answer 1

今の倍ぐらい差がある状況は、おそらくコンソール側のバッファの問題です。
コンソール側では高々1万行弱しか表示できないので、あらかじめその分の1万行ほどを無駄に流しておけば後はイーブンの状態で計測コードが動くはずです。

まだ思った結果にならない場合は

先頭に std::cout.sync_with_stdio(false); をつける
VC++を使っているなら、GCCやClangを使ってみる

などすれば、より納得いく結果になると思います。

Answer 2

std::endlは出力バッファをフラッシュし, \nは出力バッファをフラッシュしません。そこが決定的な違いです。だから実行速度に差が生まれたのだと思います。

Comments

[fana]

この回答では不足ではないでしょうか．

> stdの方がフラッシュの操作があるため実行速度が増えると考えていました

とのことですから，質問時点で「フラッシュの有無が実行速度に影響を与える（であろう）」という事までは既知であり，
しかし実験してみたら

> \nの場合は　7.463s
> std：:endlの場合は3.207s

という　予想とは逆の結果　になった　→　なぜなのか？
という質問だと見えます．