如何缩短C语言文件读取与结构体存储程序的运行时间？

以下是针对你的程序的具体优化方案，从内存分配、IO操作到编译优化多维度降低耗时：

1. 避免频繁内存扩容，改用预分配或倍增策略 #

当前程序每次添加边时的小幅度扩容（从代码逻辑推测后续会触发频繁扩容），是耗时的核心原因之一：

• 预分配空间：先完整扫描一遍输入文件，统计每个节点vp对应的边数，初始化时直接为每个节点分配足够大小的存储数组，彻底避免动态扩容操作。
• 倍增扩容：如果无法预扫描文件，每次扩容时将数组大小翻倍（比如从1→2→4→8…），把内存分配的次数从O(n)降到O(logn)，大幅减少分配开销。

2. 合并内存分配，提升缓存效率 #

当前每个节点的node和waga是两个独立的动态数组，既增加malloc调用次数，又导致数据分散在内存中，降低缓存命中率：

• 定义一个包含目标数据的结构体，将两个数组合并：

  typedef struct {
      int vk;
      int waga;
  } Edge;
  
  typedef struct {
      Edge *edges;
      int count;      // 当前已存储的边数
      int capacity;   // 数组总容量
  } przejscie_t;
  

• 初始化时只需一次malloc分配capacity大小的Edge数组，既减少内存调用，又让相关数据在连续内存块中，访问时缓存命中率更高。

3. 优化文件读取速度 #

文件IO通常是程序的性能瓶颈，替换低效的格式化读取方式：

• 用fread将文件批量读入内存缓冲区，再手动解析缓冲区中的整数，比fscanf等格式化函数快得多。
• 实现自定义的快速整数解析函数，跳过标准库格式化IO的冗余逻辑。

4. 减少指针解引用开销 #

在czytaj这类频繁调用的函数中，多次解引用(*graf)[vp]会产生冗余的内存访问，可通过临时变量缓存：

void czytaj(przejscie_t **graf, int vp, int vk, int waga) {
    przejscie_t *curr = &(*graf)[vp];
    curr->edges[curr->count].vk = vk;
    curr->edges[curr->count].waga = waga;
    curr->count++;
}

5. 开启编译器优化 #

启用编译器的优化选项，让编译器自动完成循环展开、指令重排、冗余代码消除等优化：

• GCC/Clang编译时添加-O2或-O3参数；
• MSVC使用/O2选项。

内容的提问来源于stack exchange，提问作者Michał Jagodzinski