C和C++中的计时器
在我们调试代码的时候,很多时候需要用代码的运行时间来衡量代码的效率,看了网上已经有了很多关于计时的文章,自己学习的时候再进行一些整理吧。
1. time()函数
在头文件time.h中,time()获取当前的系统时间,只能精确到秒,返回的结果是一个time_t类型,其使用方法如下:
#include <time.h>#include<stdio.h> intmain() { time_t first, second; first=time(NULL); delay(2000); second=time(NULL); printf("The difference is: %f seconds",difftime(second,first)); //调用difftime求出时间差return 0; }
2. clock()函数
在头文件time.h中,clock()函数返回从“开启这个程序进程”到“程序中调用clock()函数”时之间的CPU时钟计时单元(clock tick)数,在MSDN中称之为挂钟时间(wal-clock),常量CLOCKS_PER_SEC,它用来表示一秒钟会有多少个时钟计时单元,精确到毫秒,其使用方法如下:
#include<time.h>#include<stdio.h>intmain() {doubledur;clock_t start,end;start=clock();foo();//dosomethingend =clock();dur= (double)(end -start);printf("Use Time:%f\n",(dur/CLOCKS_PER_SEC)); }
3.timeGetTime()函数(Windows API)
以毫秒计的系统时间,该时间为从系统开启算起所经过的时间。在使用timeGetTime之前应先包含头文件#include <Mmsystem.h>或#include <Windows.h>并在project->settings->link->Object/library modules中添加winmm.lib。也可以在文件头部添加 #pragma comment( lib,"winmm.lib" )。
备注:命令行:#pragma comment( lib,"xxx.lib" )时预编译处理指令,让vc将winmm.lib添加到工程中去进行编译。
#include<stdio.h>#include<windows.h>#pragma comment( lib,"winmm.lib" )intmain() {DWORD t1, t2;t1=timeGetTime();foo();//do somethingt2 =timeGetTime();printf("Use Time:%f\n", (t2 - t1)*1.0 / 1000);return 0; }
该函数的时间精度是五毫秒或更大一些,这取决于机器的性能。可用timeBeginPeriod和timeEndPeriod函数提高timeGetTime函数的精度。如果使用了,连续调用timeGetTime函数,一系列返回值的差异由timeBeginPeriod和timeEndPeriod决定。也可以用timeGetTime实现延时功能Delay
voidDelay(DWORD delayTime) {DWORD delayTimeBegin;DWORD delayTimeEnd;delayTimeBegin=timeGetTime();do{ delayTimeEnd=timeGetTime();}while((delayTimeEnd-delayTimeBegin)<delayTime) }
4.QueryPerformanceCounter()函数和QueryPerformanceFrequency()函数(Windows API)
QueryPerformanceFrequency()函数返回高精确度性能计数器的值,它可以以微妙为单位计时,但是QueryPerformanceCounter()确切的精确计时的最小单位是与系统有关的,所以,必须要查询系统以得到QueryPerformanceCounter()返回的嘀哒声的频率。QueryPerformanceFrequency()提供了这个频率值,返回每秒嘀哒声的个数。
#include<stdio.h>#include<windows.h>
#pragma comment( lib,"winmm.lib" )intmain()
{LARGE_INTEGER t1, t2, tc;QueryPerformanceFrequency(&tc);QueryPerformanceCounter(&t1);foo();//do somethingQueryPerformanceCounter(&t2);printf("Use Time:%f\n", (t2.QuadPart - t1.QuadPart)*1.0 /tc.QuadPart);return 0;
}
5.GetTickCount()函数(Windows API)
GetTickCount返回(retrieve)从操作系统启动所经过(elapsed)的毫秒数,它的返回值是DWORD。
#include<stdio.h>#include<windows.h> #pragma comment( lib,"winmm.lib" )intmain() {DWORD t1, t2;t1=GetTickCount();foo;//do somethingt2 =GetTickCount();printf("Use Time:%f\n", (t2 - t1)*1.0 / 1000);return 0; }
6.RDTSC指令(Windows)
在Intel Pentium以上级别的CPU中,有一个称为“时间戳(Time Stamp)”的部件,它以64位无符号整型数的格式,记录了自CPU上电以来所经过的时钟周期数。由于目前的CPU主频都非常高,因此这个部件可以达到纳秒级的计时精度。这个精确性是上述几种方法所无法比拟的.在Pentium以上的CPU中,提供了一条机器指令RDTSC(Read Time Stamp Counter)来读取这个时间戳的数字,并将其保存在EDX:EAX寄存器对中。由于EDX:EAX寄存器对恰好是Win32平台下C++语言保存函数返回值的寄存器,所以我们可以把这条指令看成是一个普通的函数调用,因为RDTSC不被C++的内嵌汇编器直接支持,所以我们要用_emit伪指令直接嵌入该指令的机器码形式0X0F、0X31。
inline unsigned __int64 GetCycleCount() {__asm{_emit0x0F;_emit0x31;} }voidtest6() {unsignedlongt1,t2;t1= (unsigned long)GetCycleCount();foo();//dosomethingt2 = (unsigned long)GetCycleCount();printf("Use Time:%f\n",(t2 - t1)*1.0/FREQUENCY); //FREQUENCY指CPU的频率 }
获取CPU频率参考:http://blog.csdn.net/kofandlizi/article/details/6253801
7.gettimeofday() (Linux)
//timeval结构定义为: structtimeval{long tv_sec; /*秒*/long tv_usec; /*微秒*/};//timezone 结构定义为: structtimezone{int tz_minuteswest; /*和Greenwich 时间差了多少分钟*/int tz_dsttime; /*日光节约时间的状态*/};voidtest() {structtimeval t1,t2;doubletimeuse;gettimeofday(&t1,NULL);foo();gettimeofday(&t2,NULL);timeuse= t2.tv_sec - t1.tv_sec + (t2.tv_usec - t1.tv_usec)/1000000.0;printf("Use Time:%f\n",timeuse); }
8.RDTSC指令计时(Linux)
#if defined (__i386__) static __inline__ unsigned long long GetCycleCount(void) {unsignedlong long intx;__asm__volatile("rdtsc":"=A"(x));returnx; }#elif defined (__x86_64__) static __inline__ unsigned long long GetCycleCount(void) {unsigned hi,lo;__asm__volatile("rdtsc":"=a"(lo),"=d"(hi));return ((unsigned long long)lo)|(((unsigned long long)hi)<<32); }#endifvoidtest8() {unsignedlongt1,t2;t1= (unsigned long)GetCycleCount();foo();//dosomethingt2 = (unsigned long)GetCycleCount();printf("Use Time:%f\n",(t2 - t1)*1.0/FREQUENCY); //FREQUENCY CPU的频率 }
9.GetSystemTime / GetLocalTime(Windows)
Windows SDK 中有两个精确到毫秒的获取当前时间的函数:
GetSystemTime:获取 UTC 时间。
GetLocalTime:获取当地时间。
这两个函数的返回都是:SYSTEMTIME ,结构体占用了 16 个字节,它的定义如下:
typedef struct_SYSTEMTIME {WORD wYear;WORD wMonth;WORD wDayOfWeek;WORD wDay;WORD wHour;WORD wMinute;WORD wSecond;WORD wMilliseconds; } SYSTEMTIME,*PSYSTEMTIME;
//GetSystemTime.cpp : Defines the entry point for the console application.#include"stdafx.h"#include<Windows.h>int _tmain(void) {SYSTEMTIME utc_time= { 0};SYSTEMTIME local_time= { 0};GetSystemTime(&utc_time);GetLocalTime(&local_time);_tprintf(_T("The UTC time is \t: %02d:%02d:%02d.%03d\n"), utc_time.wHour, utc_time.wMinute, utc_time.wSecond, utc_time.wMilliseconds);_tprintf(_T("The local time is\t: %02d:%02d:%02d.%03d\n"), local_time.wHour, local_time.wMinute, local_time.wSecond, local_time.wMilliseconds);return 0; }
10.GetSystemTimeAsFileTime
究竟能不能达到 100 纳秒的精确度呢?在 Windows SDK 中有一个结构体:FILETIME,它可以记录精度达到 100ns 的时间。用哪个函数得到这个值呢?可以用 GetSystemTimeAsFileTime。但是,不要高兴得太早,虽
然 FILETIME 能够达到如此高的精度,但是这个函数我连试都懒得试。为什么呢?因为 Windows 系统并不是一个实时操作系统(Windows Embedded Compact 2013 是一个实时系统),其时钟精度一般认为是 15 ~ 16 毫秒。
Windows Sysinternals 给我们提供了一个查看你使用的 Windows 系统的时钟分辨率的小工具:ClockRes v2.0。把它下载下来在控制台中执行,结果如下:
看到了吧。死心了吧。所以说,用 GetSystemTime / GetLocalTime 就已经很好了。如果要获得真正毫秒级甚至更高精度的当前系统时间,必须跟 CPU 打交道,别无它法。先贴出代码吧:
#ifdef _WIN32 #include<windows.h> #else#include<time.h> #endif //_WIND32//定义64位整形 #if defined(_WIN32) && !defined(CYGWIN)typedef __int64 int64_t;#elsetypedeflong longint64t;#endif //_WIN32//获取系统的当前时间,单位微秒(us) int64_t GetSysTimeMicros() { #ifdef _WIN32//从1601年1月1日0:0:0:000到1970年1月1日0:0:0:000的时间(单位100ns) #define EPOCHFILETIME (116444736000000000UL)FILETIME ft;LARGE_INTEGER li;int64_t tt= 0;GetSystemTimeAsFileTime(&ft);li.LowPart=ft.dwLowDateTime;li.HighPart=ft.dwHighDateTime;//从1970年1月1日0:0:0:000到现在的微秒数(UTC时间)tt = (li.QuadPart - EPOCHFILETIME) /10;returntt;#elsetimeval tv;gettimeofday(&tv, 0);return (int64_t)tv.tv_sec * 1000000 +(int64_t)tv.tv_usec;#endif //_WIN32return 0; }
参考资料:http://blog.csdn.net/luoweifu/article/details/51325432
http://blog.csdn.net/yapingxin/article/details/49466223
http://www.cnblogs.com/leven20061001/archive/2012/11/08/2760126.html
转载于:https://www.cnblogs.com/chmm/p/7461684.html
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