如何解释clock()函数？

Question

在我的C++程序中，我通过clock()命令来测量CPU时间。由于代码在不同计算机集群上执行（运行相同的操作系统，但具有不同的硬件配置，即不同的CPU），因此我想了解如何测量实际执行时间。我的情况如下：

据我所知，clock()给出自某个固定日期以来经过的CPU时钟滴答数。我通过再次调用clock()并计算差值来测量相对持续时间。

现在什么定义了C++中的内部clock()？如果我有1.0 GHz和2.0 GHz的两个CPU A和B，并在它们上面运行相同的代码，CPU A和B将需要多少个时钟才能完成工作？ clock()是否对应于“工作完成”？还是真正的“时间”？

编辑：由于未设置CLOCKS_PER_SEC，因此我无法将时钟转换为秒的运行时间。正如手册所说，CLOCKS_PER_SEC取决于硬件/架构。这意味着时钟依赖于硬件。因此，我确实需要知道clock()给我什么，没有任何额外的计算。

- mad

Answer 1

clock()函数应返回尽可能接近CPU使用时间的表示，而不考虑CPU的时钟速度。 CPU时钟速度可能会干扰（但不一定），在粒度方面; 但更常见的是，时钟的粒度取决于某些外部时间源。（在遥远的过去，它通常基于电力线频率，粒度为1/50或1/60秒，具体取决于您所在的位置。）

要以秒为单位获取时间，请除以CLOCKS_PER_SEC。 但请注意，clock()和CLOCKS_PER_SEC都是整数值，因此除法是整数。 在执行除法之前，您可能需要将其中一个转换为double。 在过去，CLOCKS_PER_SEC也对应于粒度，但现代系统似乎只选择一些大值（Posix要求1000000，无论粒度如何）; 这意味着clock()连续返回值将“跳跃”。

最后，值得注意的是，在VC ++中，clock()已损坏，并返回墙上的时间，而不是CPU时间。 （这可能是历史条件; 在早期，墙上的时间是唯一可用的时间，Microsoft的人们可能认为有依赖它的代码。）

- James Kanze

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谢谢。这个回答接近了解我的问题。我对clock()函数的硬件方面更感兴趣 - 因为我的clock()调用在不同的计算机上给出了不同的结果，实际上它们应该给出大致相同的数字，对吗？而且，“clock()函数应该返回最接近CPU使用时间的表示，而不管CPU的时钟速度”意味着更快的CPU会给出较小的时钟数，对吗？ - mad

@mad 是的。程序运行得越快，两次调用 clock() 的差异就越小。当然，假设差异足够大以至于具有显著性（这取决于分辨率）。 - James Kanze

在VC++中，clock()函数存在问题，它返回的是墙上挂钟时间，而不是CPU时间。哦，天啊。我不知道这一点，但我应该猜到了... - Lightness Races in Orbit

Answer 2

你可以通过将时钟滴答数除以CLOCKS_PER_SEC来将其转换为实际时间。

请注意，自C++11以来，更适合测量经过时间的方法是使用std::steady_clock。

- Jon

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小心术语的使用；它仍然不是“实时”的，而是以熟悉的单位表示的CPU时间。相反，我认为std::steady_clock是一个实时时钟（尽管单调），因此不能替代clock()，后者不测量“经过的时间”。 - Lightness Races in Orbit

Answer 3

来自man clock：

返回的值是已使用的 CPU 时间，类型为 clock_t；要获取使用的秒数，请除以 CLOCKS_PER_SEC。如果无法获得所使用的处理器时间或其值无法表示，则该函数返回值 (clock_t) -1。

- Messa

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当然，在这方面，VC++的实现是有问题的，因为它返回挂钟时间。 - James Kanze