时序算法：C++中的clock()与time()函数比较

Question

对于测量算法时间（大约以毫秒为单位），以下两种方法哪种更好：

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;

此外，从Freenode的C++频道的一些讨论中，我了解到clock的分辨率非常差，因此对于（相对）快速的算法，计时将为零。但是，time（）和clock（）哪个具有更好的分辨率？或者它们是相同的吗？

- blaze

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您的参数顺序错误，导致difftime函数无法正常运行。 - Steinin

Answer 1

<chrono> 如果你使用 C++11，那么它会是一个更好的库。

#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";
}

以下示例取自此处。

- Rapptz

Answer 2

这取决于您想要什么: time 是实际时间的测量，而clock则是当前进程所花费的处理时间。如果您的进程睡眠了相当长的时间，或者系统正在执行其他进程，则两者将非常不同。

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

- David Grayson

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clock 还受本地并行性的影响。在并行区域使用 N 个线程的 OpenMP 将导致所有 clock 返回值增加（约）N 倍快。 - Dan

Answer 3

time_t 结构体很可能是一个整数，这意味着它的精度为秒。

第一段代码：它只记录 CPU 在执行任务时所用的时间，因此当您使用 sleep（）函数时，它不会记录任何内容。虽然可以通过计算 sleep() 函数的时间来避开这个问题，但是随着时间的推移，这种方法可能会出现偏差。

第二段代码：仅能获得秒级别的时间分辨率，如果需要亚秒级别的时间读取，则不太适用。

要获得最高分辨率的时间读数，您应该像这样进行操作：

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，它的分辨率将降至几微秒，但它可能因不同的CPU甚至主要内核版本而有所不同。

- Plecharts

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return 行中的显式转换为 double 是多余的，因为两个算术运算符都至少对一个 double 参数进行操作（即字面量，然后是除法的结果）。此外，您应该使用更简洁的文字表示法：我认为 return tv.tv_sec + tv.tv_nsec / 1.0e9; 更易读。 - Stefan Majewsky

“所以当你执行sleep（）时，它不会计算任何东西”这是真的吗？我测试了sleep，它在时钟中得到计算。 - user1633272

Answer 4

"

<chrono> 是最好的。Visual Studio 2013 提供了这个功能。就我个人而言，我尝试过上面提到的所有方法。我强烈推荐使用 <chrono> 库。它可以跟踪墙上时间，并且具有很好的分辨率（远低于一秒）。

"

- Hanyu Ye

Answer 5

gettimeofday()怎么样？当它被调用时，它会更新两个结构体（timeval和timezone），其中包含时间信息。通常，传递一个timeval结构体就足够了，而timezone结构体可以设置为NULL。更新后的timeval结构体将有两个成员tv_sec和tv_usec。tv_sec是自1970年1月1日00:00:00（Unix纪元）以来的秒数，而tv_usec是相对于tv_sec的附加微秒数。因此，可以获得非常高分辨率的时间。

可以按以下方式使用：

#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

- Hari