处理 C++ 中执行时间的繁重分析

Question

我目前正在从事一个涉及海量数据和复杂算法的科学计算项目，因此我需要进行大量代码分析。我目前依靠<ctime> 和clock_t 来计时我的代码的执行。我对这个解决方案非常满意……除了我基本上是在计时，因此对于每一行真实代码，我必须调用start_time_function123 = clock()、end_time_function123 = clock() 和cout << "function123 execution time: " << (end_time_function123-start_time_function123) / CLOCKS_PER_SEC << endl。这会导致严重的代码膨胀，并很快使我的代码变得不可读。你会怎么处理呢？

我能想到的唯一解决方案是找到一个允许我标记部分代码（在不同位置，甚至在不同文件中）的 IDE，并通过一个按钮切换隐藏/显示所有标记的代码。这将允许我在大部分时间隐藏与分析相关的代码部分，并仅在我想要的时候显示它。

Answer 1

具有将代码标记为定时的 RAII 类型。

struct timed {
  char const* name;
  clock_t start;
  timed( char const* name_to_record):
    name(name_to_record),
    start(clock())
  {}
  ~timed(){
    auto end=clock();
    std::cout << name << " execution time: " << (end-start) / CLOCKS_PER_SEC << std::endl;
  }
};

使用它：

void foo(){
  timed timer(__func__);
  // code
}

噪音小得多。

您可以使用基于非范围的完成操作进行扩充。在进行大量分析时，有时我喜欢包含唯一 ID。将 cout esoecially 与 endl 一起使用可能会导致它在时间上占主导地位；快速记录到以异步方式转储的大缓冲区可能是最佳选择。如果需要对 ms 级时间进行计时，则应避免分配、锁定和字符串操作。

Answer 2

您没有这么明确地说，但我假设您正在寻找可能的加速 - 减少所需时间的方法。

您认为您需要通过测量不同部分所花费的时间来做到这一点。如果你有兴趣，有一种正交的方法可以接近它。

只需让它在调试器下运行（使用未优化的调试版本）。 通过 Ctrl-C、Ctrl-Break 或 IDE 的“暂停”按钮随机手动中断它。 显示调用堆栈并仔细检查程序在各个级别上正在执行的操作。

这样做时要怀疑它所做的任何事情都可能是一种浪费，您可以找到更好的方法来做。

然后，如果您再次启动它，然后再次停止它，并看到它做同样的事情或类似的事情，您知道如果您修复它，您将获得显着的加速。 您为两次查看该事物而采取的样本越少，您获得的速度就越快。

这就是random pausing 技术，统计原理是here。 您在调试版本中执行此操作的原因是here。 使用此方法减脂后，您可以切换到优化的构建并获得它为您提供的额外利润。