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#include int main() { 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#include int main(){ double dur; clock_t start,end; start = clock(); foo();//dosomething end = 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#include #pragma comment( lib,"winmm.lib" )int main(){ DWORD t1, t2; t1 = timeGetTime(); foo();//do something t2 = 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
void Delay(DWORD delayTime){ DWORD delayTimeBegin; DWORD delayTimeEnd; delayTimeBegin=timeGetTime(); do { delayTimeEnd=timeGetTime(); }while((delayTimeEnd-delayTimeBegin)
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 #include #pragma comment( lib,"winmm.lib" )int main(){ LARGE_INTEGER t1, t2, tc; QueryPerformanceFrequency(&tc); QueryPerformanceCounter(&t1); foo();//do something QueryPerformanceCounter(&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#include #pragma comment( lib,"winmm.lib" )int main(){ DWORD t1, t2; t1 = GetTickCount(); foo;//do something t2 = 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 { _emit 0x0F; _emit 0x31; }}void test6(){ unsigned long t1,t2; t1 = (unsigned long)GetCycleCount(); foo();//dosomething t2 = (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:
7.gettimeofday() (Linux)
//timeval结构定义为:struct timeval { long tv_sec; /*秒*/ long tv_usec; /*微秒*/}; //timezone 结构定义为:struct timezone { 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*/}; void test(){ struct timeval t1,t2; double timeuse; 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){ unsigned long long int x; __asm__ volatile("rdtsc":"=A"(x)); return x;}#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);}#endifvoid test8(){ unsigned long t1,t2; t1 = (unsigned long)GetCycleCount(); foo();//dosomething t2 = (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"#includeint _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#else#include #endif // _WIND32// 定义64位整形#if defined(_WIN32) && !defined(CYGWIN)typedef __int64 int64_t;#elsetypedef long long int64t;#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; return tt;#else timeval tv; gettimeofday(&tv, 0); return (int64_t)tv.tv_sec * 1000000 + (int64_t)tv.tv_usec;#endif // _WIN32 return 0;}
参考资料: