c++ - 精确的时间测量

Question

我在 C++ 中使用 time.h 来测量函数的时间。

clock_t t = clock();
someFunction();
printf("\nTime taken: %.4fs\n", (float)(clock() - t)/CLOCKS_PER_SEC);

但是，我总是将时间设为 0.0000。分开打印时，clock() 和 t 具有相同的值。我想知道是否有办法在 C++ 中精确测量时间（可能是纳秒级）。我正在使用VS2010。

Answer 1

C++11 引入了chrono API，你可以使用获取纳秒：

auto begin = std::chrono::high_resolution_clock::now();

// code to benchmark

auto end = std::chrono::high_resolution_clock::now();
std::cout << std::chrono::duration_cast<std::chrono::nanoseconds>(end-begin).count() << "ns" << std::endl;

对于更相关的值，最好多次运行该函数并计算平均值：

auto begin = std::chrono::high_resolution_clock::now();
uint32_t iterations = 10000;
for(uint32_t i = 0; i < iterations; ++i)
{
    // code to benchmark
}
auto end = std::chrono::high_resolution_clock::now();
auto duration = std::chrono::duration_cast<std::chrono::nanoseconds>(end-begin).count();
std::cout << duration << "ns total, average : " << duration / iterations << "ns." << std::endl;

但请记住for循环和分配begin和endvar 也使用一些 CPU 时间。

Answer 2

我通常使用该QueryPerformanceCounter功能。

例子：

LARGE_INTEGER frequency;        // ticks per second
LARGE_INTEGER t1, t2;           // ticks
double elapsedTime;

// get ticks per second
QueryPerformanceFrequency(&frequency);

// start timer
QueryPerformanceCounter(&t1);

// do something
...

// stop timer
QueryPerformanceCounter(&t2);

// compute and print the elapsed time in millisec
elapsedTime = (t2.QuadPart - t1.QuadPart) * 1000.0 / frequency.QuadPart;

Answer 3

以下我完全同意的文本引用自Optimizing software in C++（适合任何 C++ 程序员的好读物） -

如果时间间隔很短，时间测量可能需要非常高的分辨率。在 Windows 中，您可以使用 GetTickCount或 QueryPerformanceCounter函数进行毫秒分辨率。使用 CPU 中的时间戳计数器可以获得更高的分辨率，该计数器以 CPU 时钟频率计数。

有一个问题是“时钟频率可能会动态变化，并且由于中断和任务切换而导致测量不稳定”。

Answer 4

在 C 或 C++ 中，我通常如下所示。如果仍然失败，您可以考虑使用 rtdsc 函数

      struct timeval time;
      gettimeofday(&time, NULL); // Start Time

      long totalTime = (time.tv_sec * 1000) + (time.tv_usec / 1000);

          //........ call your functions here

        gettimeofday(&time, NULL);  //END-TIME

        totalTime = (((time.tv_sec * 1000) + (time.tv_usec / 1000)) - totalTime);