我想测量我的 C++ 代码的运行时间。执行我的代码大约需要 12 个小时,我想在代码执行结束时编写这个时间。我怎样才能在我的代码中做到这一点?
操作系统:Linux
如果您使用的是 C++11,则可以使用system_clock::now()
:
auto start = std::chrono::system_clock::now();
/* do some work */
auto end = std::chrono::system_clock::now();
auto elapsed = end - start;
std::cout << elapsed.count() << '\n';
您还可以指定用于表示持续时间的粒度:
// this constructs a duration object using milliseconds
auto elapsed =
std::chrono::duration_cast<std::chrono::milliseconds>(end - start);
// this constructs a duration object using seconds
auto elapsed =
std::chrono::duration_cast<std::chrono::seconds>(end - start);
如果您不能使用 C++11,请查看 Boost 中的chrono。
使用这样一个标准库的最大好处是它们的可移植性非常高(例如,它们都可以在 Linux 和 Windows 中工作)。因此,如果您决定在之后移植您的应用程序,您无需太担心。
这些库也遵循现代 C++ 设计,而不是类似 C 的方法。
编辑:上面的例子可以用来测量挂钟时间。然而,这并不是衡量程序执行时间的唯一方法。首先,我们可以区分用户时间和系统时间:
根据目标,可能需要或不需要将系统时间视为程序执行时间的一部分。例如,如果目标只是衡量对用户代码的编译器优化,那么最好省略系统时间。另一方面,如果用户想确定系统调用是否是一个显着的开销,那么也有必要测量系统时间。
此外,由于大多数现代系统是分时的,不同的程序可能会竞争几个计算资源(例如,CPU)。在这种情况下,可以进行另一种区分:
为了测量 CPU 时间,Boost包含一组额外的时钟:
process_real_cpu_clock
, 捕获当前进程花费的挂钟 CPU 时间。process_user_cpu_clock
, 捕获当前进程花费的用户 CPU 时间。process_system_cpu_clock
, 捕获当前进程花费的系统 CPU 时间。一个类似元组的类process_cpu_clock
,它一起捕获真实的、用户 CPU 和系统 CPU 进程时间。thread_clock
线程稳定时钟,给出当前线程所花费的时间(当平台支持时)。不幸的是,C++11 没有这样的时钟。但是 Boost 是一个广泛使用的库,并且这些额外的时钟可能会在某个时候被合并到 C++1x 中。因此,如果您使用 Boost,那么当新的 C++ 标准添加它们时,您将做好准备。
最后,如果您想测量从命令行执行程序所需的时间(而不是在程序中添加一些代码),您可以查看time命令,正如@BЈовић 建议的那样。然而,这种方法不允许您测量程序的各个部分(例如,执行一个函数所花费的时间)。
在 C++11 中使用std::chrono::steady_clock
而不是std::chrono::system_clock
测量运行时间。原因是(引用system_clock
的文档):
在大多数系统上,系统时间可以随时调整
而 stable_clock 是单调的,更适合测量间隔:
类 std::chrono::steady_clock 表示单调时钟。这个时钟的时间点不能随着物理时间的推移而减少。此时钟与挂钟时间无关,最适合测量间隔。
这是一个例子:
auto start = std::chrono::steady_clock::now();
// do something
auto finish = std::chrono::steady_clock::now();
double elapsed_seconds = std::chrono::duration_cast<
std::chrono::duration<double> >(finish - start).count();
一个实用的小技巧:如果您正在测量运行时间并且想要报告秒数std::chrono::duration_cast<std::chrono::seconds>
,那么您很少需要,因为它会为您提供整数秒数。要以秒为单位获取时间,double
请使用上面的示例。
我在我的一个项目中使用了这样的东西:
#include <sys/time.h>
struct timeval start, end;
gettimeofday(&start, NULL);
//Compute
gettimeofday(&end, NULL);
double elapsed = ((end.tv_sec - start.tv_sec) * 1000)
+ (end.tv_usec / 1000 - start.tv_usec / 1000);
这是毫秒,它适用于 C 和 C++。
如果你想用 printf() 打印测量的时间,你可以使用这个:
auto start = std::chrono::system_clock::now();
/* measured work */
auto end = std::chrono::system_clock::now();
auto elapsed = std::chrono::duration_cast<std::chrono::milliseconds>(end - start);
printf("Time = %lld ms\n", static_cast<long long int>(elapsed.count()));
这是我使用的代码:
const auto start = std::chrono::steady_clock::now();
// Your code here.
const auto end = std::chrono::steady_clock::now();
std::chrono::duration<double> elapsed = end - start;
std::cout << "Time in seconds: " << elapsed.count() << '\n';
你不想使用std::chrono::system_clock
,因为它不是单调的!如果用户在您的代码中间更改时间,您的结果将是错误的——它甚至可能是负数。std::chrono::high_resolution_clock
可能使用实现,std::chrono::system_clock
所以我也不建议这样做。
此代码还避免了丑陋的演员表。
您还可以尝试一些自动启动和停止的计时器类,并收集有关在任何代码块中花费的平均、最大和最小时间以及调用次数的统计信息。这些 cxx-rtimer 类在GitHub上可用,并支持使用 std::chrono、clock_gettime() 或 boost::posix_time 作为后端时钟源。
使用这些计时器,您可以执行以下操作:
void timeCriticalFunction() {
static rtimers::cxx11::DefaultTimer timer("expensive");
auto scopedStartStop = timer.scopedStart();
// Do something costly...
}
在程序完成时将计时统计信息写入 std::cerr。