【python】標準入力を高速化する方法を基礎から解説

pythonは標準入力の方法を変えるだけで大幅に実行速度を改善できます。

特に\(10^5\)以上の入力が発生する場合は、標準入力の高速化は必須になります。

標準入力高速化の準備

標準入力の高速化には準備が必要です。

とりあえず高速化するために次のコードを記述します。

import sys
input = sys.stdin.readline

この記述がないと高速化されできません。

標準入力の高速化

標準入力のパターンは次の\(8\)パターンだけ覚えてしまえば大丈夫です。

スニペットに登録等しておくと便利です。

整数

1行に1つの値

n = int(input().rstrip('\n'))

1行に複数の値

n = list(map(int, input().rstrip('\n').split()))

1行に1つの値が複数行

n = [int(input().rstrip('\n')) for _ in range()]

1行に複数の値が複数行

n = [list(map(int, input().rstrip('\n').split())) for _ in range()]

文字列

1行に1つの値

s = str(input().rstrip('\n'))

1行に複数の値

s = list(map(str, str(input().rstrip('\n')).split()))

1行に1つの値が複数行

s = [str(input().rstrip('\n')) for _ in range()]

1行に複数の値が複数行

s = [list(map(int, input().rstrip('\n').split())) for _ in range()]

実行速度の比較のためのデータ作成

実際にどの程度の実行時間の差があるのか、AtCoderのコードテスト上で比較してみます。

\(1\)行に\(1\)の値のパターンは（読込データ量が少なすぎて）実行時間に差が出ないので省略します。

まずは読込対象のデータを作成します。

1行に複数の値

\(1\)行に複数の値があるデータを作成します。

import os


f = open(os.path.dirname(os.path.abspath(__file__)) + "/input.txt", 'w')
for i in range(10 ** 6):
    f.write(" " + str(1))
f.close()

出力されるファイルは次のようになっています。

1 1 1 1 1 ・・・・・・ 1

1行に1つの値が複数行

\(1\)行に\(1\)つの値が複数行のデータを作成します。

import os


f = open(os.path.dirname(os.path.abspath(__file__)) + "/input.txt", 'w')
for i in range(10 ** 6):
    f.write("\n" + str(1))
f.close()

出力されるファイルは次のようになっています。

1
1
1
1
・
・
・
1

1行に複数の値が複数行

\(1\)行に複数の値が複数行のデータを作成します。

import os


f = open(os.path.dirname(os.path.abspath(__file__)) + "/input.txt", 'w')
for i in range(10 ** 6):
    if i % 1000 == 0:
        f.write("\n" + str(1) + " ")
    else:
        f.write(str(1) + " ")
f.close()

出力されるファイルは次のようになっています。

1 1 1 1 1 ・・・・・・ 1
1 1 1 1 1 ・・・・・・ 1
1 1 1 1 1 ・・・・・・ 1
1 1 1 1 1 ・・・・・・ 1
・
・
・
1 1 1 1 1 ・・・・・・ 1

実行速度の比較

入力データ数ははAtCoderのABCレベルの上限の\(10^6\)で比較しています。

【整数】1行に複数の値を

標準

def solve():
    n = list(map(int, input().split()))


if __name__ == '__main__':
    solve()

python

pypy

高速化

import sys


def solve():
    input = sys.stdin.readline
    n = list(map(int, input().rstrip('\n').split()))


if __name__ == '__main__':
    solve()

python

pypy

【整数】1行に1つの値が複数行

標準

def solve():
    n = [int(input()) for _ in range(10 ** 6)]


if __name__ == '__main__':
    solve()

python

pypy

高速化

import sys


def solve():
    input = sys.stdin.readline
    n = [int(input().rstrip('\n')) for _ in range(10 ** 6)]


if __name__ == '__main__':
    solve()

python

pypy

【整数】1行に複数の値が複数行

標準

def solve():
    n = [list(map(int, input().split()))for _ in range(1000)]


if __name__ == '__main__':
    solve()

python

pypy

高速化

import sys


def solve():
    input = sys.stdin.readline
    n = [list(map(int, input().rstrip('\n').split()))for _ in range(1000)]


if __name__ == '__main__':
    solve()

python

pypy

【文字列】1行に複数の値を

標準

def solve():
    s = list(map(str, input().split()))


if __name__ == '__main__':
    solve()

python

pypy

高速化

import sys


def solve():
    input = sys.stdin.readline
    s = list(map(str, input().rstrip('\n').split()))


if __name__ == '__main__':
    solve()

python

pypy

【文字列】1行に1つの値が複数行

標準

def solve():
    s = [str(input()) for _ in range(10 ** 6)]


if __name__ == '__main__':
    solve()

python

pypy

高速化

import sys


def solve():
    input = sys.stdin.readline
    s = [str(input().rstrip('\n')) for _ in range(10 ** 6)]


if __name__ == '__main__':
    solve()

python

pypy

【文字列】1行に複数の値が複数行

標準

def solve():
    s = [list(map(str, input().split()))for _ in range(1000)]


if __name__ == '__main__':
    solve()

python

pypy

高速化

import sys


def solve():
    input = sys.stdin.readline
    s = [list(map(str, input().rstrip('\n').split()))for _ in range(1000)]


if __name__ == '__main__':
    solve()

python

pypy

実行速度比較まとめ

標準入力の高速化を実際にAtCoderの環境で比較してみると、入力行数が多くなるほど高速化の効果が大きくなり、その効果は\(5\)倍程度となっています。

それ以外に関しては誤差の範囲で、pythonとpypyでも明確な差は出ませんでした。

入力行数が多い問題でTLEしてしまう場合には高速化を試してみてください。