chrono 在同一功能上给出不同的度量

Question

我正在尝试测量执行时间。 我在 Windows 10 上并使用 gcc 编译器。

start_t = chrono::system_clock::now();
tree->insert();
end_t = chrono::system_clock::now();
rslt_period = chrono::duration_cast<chrono::nanoseconds>(end_t - start_t);

这是我测量时间的代码 bp_w->insert() 函数 insert 在内部像 follow 一样工作（只是伪代码）

insert(){
    _load_node(node);
    // do something //
    _save_node(node, addr);
}

_save_node(n){
    ofstream file(name);
    file.write(n);
    file.close();
}

_load_node(n, addr){
    ifstream file(name);
    file.read_from(n, addr);
    file.close();
}

实际结果是， read 是_load_node 执行次数。 write 是_save_node 执行次数。 时间是纳秒。

read  write time
1     1     1000000
1     1     0
2     1     0
1     1     0
1     1     0
1     1     0
2     1     0
1     1     1004000
1     1     1005000
1     1     0
1     1     0
1     1     15621000

我不知道为什么会出现这个结果并想知道。

Answer 1

您要测量的内容不明确。

“这段代码运行了多长时间”看起来很简单。但是，实际上，您的意思是“我的代码占用了多少 CPU 周期”？或者我的程序和其他正在运行的程序之间有多少个周期？您是否考虑了在 CPU 上加载/卸载它的时间？您是否考虑到使用电池时 CPU 会被节流？您是否要考虑访问位于主板上的主时钟的时间（就计算而言非常远）。

因此，在实践中，时间会受到很多因素的影响，而测量它的简单事实会减慢一切。不要指望纳秒精度。微博，也许吧。米利斯，当然。

因此，这会使您处于任何测量值都会波动很大的位置。明智的方法是在多次测量中对其进行平均。或者，更好的是，（对不同的数据）执行相同的操作一千（百万？）次，然后将结果除以一千。

然后，您将在准确性上获得显着提高。

在代码中：

start_t = chrono::system_clock::now();
for(int i = 0; i < 1000000; i++)
tree->insert();
end_t = chrono::system_clock::now();

Answer 2

您使用了错误的时钟。 system_clock 由于分辨率低且不单调，因此不适用于时间间隔。

请改用steady_clock。它保证是单调的，并且具有足够低的分辨率以供使用。