後ろ向きにファイル読み込み

Makefile

read_backward:read_backward.cpp
	c++ -O3 -o read_backward read_backward.cpp -std=c++17 -Wall -Wextra -pedantic 
clean:
	rm -r -f read_backward

read_backward.cpp

#include <stdint.h>
#include <stdio.h>
#include <chrono>
#include <fstream>
#include <iostream>

static char OUTPUT[1024 * 1024];  // up to 1 MiB

// std::ifstreamのバッファの中身を確認
void show_streambuf(std::ifstream& ifs) {
    std::cout << "streambuf: ";
    std::filebuf* buf = ifs.rdbuf();
    const std::streamsize num = buf->in_avail();
    for (std::streamsize i = 0; i < num; i++) {
        std::cout << char(buf->sbumpc());
    }
    for (std::streamsize i = 0; i < num; i++) {
        buf->sungetc();
    }
    std::cout << std::endl;
}

// std::ifstremによるシンプルな順方向読み込み
void read_forward(const char* filename) {
    std::ifstream ifs(filename, std::ios::binary);
    size_t i = 0;
    for (char c; ifs.get(c);) {
        OUTPUT[i++] = c;
    }
    ifs.close();
}

// std::ifstremによるシンプルな逆方向読み込み
void read_backward(const char* filename) {
    std::ifstream ifs(filename, std::ios::binary);
    ifs.seekg(-1, std::ios::end);  // 読み込みポインタを最後の文字に設定
    size_t i = 0;
    for (char c; ifs.get(c);) {  // 読み込みポインタ += 1
        // show_streambuf(ifs);
        OUTPUT[i++] = c;
        ifs.seekg(-2, std::ios::cur);  // 読み込みポインタ -= 2
    }
    ifs.close();
}

// FILEによるバッファを使った逆方向読み込み
void read_backward_buffering(const char* filename) {
    // バッファ
    constexpr std::streamsize bufsize = 1024;
    char buffer[bufsize];

    FILE* fp = fopen(filename, "rb");
    fseek(fp, 0L, SEEK_END);  // 読み込みポインタをファイル末尾に設定
    const int64_t filesize = ftell(fp);  // ファイルサイズ

    size_t i = 0;
    for (auto end = filesize; end > 0;) {
        const auto beg = std::max<int64_t>(0, end - bufsize);
        const auto readsize = end - beg;
        fseek(fp, -readsize, SEEK_CUR);  // 読み込みポインタを設定
        fread(buffer, 1, readsize, fp);  // バッファに読み込み
        fseek(fp, -readsize, SEEK_CUR);  // 読み込んだ分をリセット
        for (auto j = readsize - 1; j >= 0; --j) {
            OUTPUT[i++] = buffer[j];
        }
        end = beg;
    }
    fclose(fp);
}

int main(int argc, char** argv) {
    if (argc != 2) {
        std::cerr << "Argument error" << std::endl;
        return 1;
    }

    const char* filename = argv[1];

    {
        const auto start_tp = std::chrono::high_resolution_clock::now();
        read_forward(filename);
        const auto stop_tp = std::chrono::high_resolution_clock::now();
        const auto dur_ms = std::chrono::duration_cast<std::chrono::milliseconds>(stop_tp - start_tp);
        std::cerr << "read_forward: " << dur_ms.count() << " ms" << std::endl;
    }

    {
        const auto start_tp = std::chrono::high_resolution_clock::now();
        read_backward(filename);
        const auto stop_tp = std::chrono::high_resolution_clock::now();
        const auto dur_ms = std::chrono::duration_cast<std::chrono::milliseconds>(stop_tp - start_tp);
        std::cerr << "read_backward: " << dur_ms.count() << " ms" << std::endl;
    }

    {
        const auto start_tp = std::chrono::high_resolution_clock::now();
        read_backward_buffering(filename);
        const auto stop_tp = std::chrono::high_resolution_clock::now();
        const auto dur_ms = std::chrono::duration_cast<std::chrono::milliseconds>(stop_tp - start_tp);
        std::cerr << "read_backward_buffering: " << dur_ms.count() << " ms" << std::endl;
    }

    return 0;
}