计时算法：C++ 中的clock() vs time()答案

【问题标题】：Timing algorithm: clock() vs time() in C++计时算法：C++ 中的clock() vs time()
【发布时间】：2012-09-01 20:33:35
【问题描述】：

对于一个算法的计时（大约以毫秒为单位），这两种方法哪个更好：

clock_t start = clock();
algorithm();
clock_t end = clock();
double time = (double) (end-start) / CLOCKS_PER_SEC * 1000.0;

或者，

time_t start = time(0);
algorithm();
time_t end = time(0);
double time = difftime(end, start) * 1000.0;

另外，从 Freenode 的 C++ 频道的一些讨论中，我知道时钟的分辨率非常差，因此对于（相对）快速算法而言，时间将为零。但是，哪个具有更好的分辨率 time() 或 clock()？还是一样？

【问题讨论】：

您的 difftime 参数顺序错误

标签： c++ clock timing

【解决方案1】：

如果您使用 C++11，<chrono> 将是一个更好的库。

#include <iostream>
#include <chrono>
#include <thread>

void f()
{
    std::this_thread::sleep_for(std::chrono::seconds(1));
}

int main()
{
    auto t1 = std::chrono::high_resolution_clock::now();
    f();
    auto t2 = std::chrono::high_resolution_clock::now();
    std::cout << "f() took "
              << std::chrono::duration_cast<std::chrono::milliseconds>(t2-t1).count()
              << " milliseconds\n";
}

示例取自here。

【讨论】：

【解决方案2】：

这取决于您想要什么：time 测量实时，而clock 测量当前进程所花费的处理时间。如果您的进程休眠了相当长的时间，或者系统正忙于其他进程，则两者将大不相同。

http://en.cppreference.com/w/cpp/chrono/c/clock

【讨论】：

clock 也受本地并行性的影响。使用具有 N 个线程的 OpenMP 将导致所有 clock 返回值在并行区域期间（大约）增加 N 倍。

【解决方案3】：

time_t 结构可能是一个整数，这意味着它的分辨率为秒。

第一段代码：它只会计算 CPU 做某事的时间，所以当你执行 sleep() 时，它不会计算任何东西。可以通过计算 sleep() 的时间来绕过它，但它可能会在一段时间后开始漂移。

第二部分：只有秒的分辨率，如果您需要亚秒级时间读数，则不是很好。

对于您可以获得的最佳分辨率的时间读数，您应该执行以下操作：

double getUnixTime(void)
{
    struct timespec tv;

    if(clock_gettime(CLOCK_REALTIME, &tv) != 0) return 0;

    return (tv.tv_sec + (tv.tv_nsec / 1000000000.0));
}

double start_time = getUnixTime();
double stop_time, difference;

doYourStuff();

stop_time = getUnixTime();
difference = stop_time - start_time;

在大多数系统上，它的分辨率会低至几微秒，但它会因 CPU 不同而不同，甚至可能会因主要内核版本而异。

【讨论】：

在return 行中对double 的显式强制转换是多余的，因为两个算术运算符都对至少一个double 参数（文字，然后是除法的结果）进行操作。此外，您应该使用更简洁的文字符号：我认为return tv.tv_sec + tv.tv_nsec / 1.0e9; 更具可读性。
“所以当你做 sleep() 时，它不会计算任何东西”是真的吗？我测试了睡眠，它是按时钟计算的。

【解决方案4】：

<chrono> 是最好的。 Visual Studio 2013 提供了此功能。就个人而言，我已经尝试了上面提到的所有方法。我强烈建议您使用<chrono> 库。它可以跟踪挂墙时间，同时具有良好的分辨率（远小于一秒）。

【讨论】：

【解决方案5】：

gettimeofday() 怎么样？当它被调用时，它会更新两个结构（timeval 和timezone），以及时间信息。通常，传递timeval 结构就足够了，timezone 结构可以设置为NULL。更新后的timeval 结构将有两个成员tv_sec 和tv_usec。 tv_sec 是自 1970 年 1 月 1 日（Unix 纪元）00:00:00 以来的秒数，tv_usec 是额外的微秒数 w.r.t. tv_sec。因此，可以以非常好的分辨率来表达时间。

可以这样使用：

#include <time.h>

struct timeval start_time;
double mtime, seconds, useconds;
gettimeofday(&start_time, NULL); //timeval is usually enough
int seconds  = start_time.tv_sec; //time in seconds
int useconds = start_time.tv_usec; //further time in microseconds
int desired_time = seconds * 1000000 + useconds; //time in microseconds

【讨论】：