在C语言中实现时间延迟函数

Question

我想使用空循环实现延迟函数。但是，完成一次循环所需的时间取决于编译器和计算机。我希望我的程序能够自己确定时间并延迟指定的时间量。有没有人能给我任何想法如何做到这一点呢？

注：有一个名为delay()的函数，可以暂停系统指定的毫秒数。是否可能在不使用此函数的情况下暂停系统？

- Rohan Gayen

---

delay()函数是操作系统和机器相关的。它不是C语言的某种神奇函数，而只是由ANSI或POSIX采用的标准接口。它必须在特定硬件的内核级别上实现，这意味着它也与编译器/机器有关。 - alan7678

如果您不是在内核级别的编程中，即在unix、windows等操作系统中的用户应用程序中，为什么要重复造轮子呢？如果您处于内核级别，您必须了解硬件，如何使用计时器等寄存器。 - alan7678

从C11开始，标准现在提出了一个独立于操作系统的接口thrd_sleep。不幸的是，还没有所有编译器实现它，但它即将到来。 - Jens Gustedt

类似于Linux中的usleep() /nanosleep() 或Windows中的Sleep()肯定会起作用，但我的经验是，每当您认为需要在程序中延迟时，那是因为您没有足够地考虑到您真正需要的是什么。您究竟想要实现什么？ - Lee Daniel Crocker

Answer 1

首先，你绝不能坐在一个什么都不做的循环中。这不仅浪费能源（因为它让你的CPU 100% 忙于计算循环计数器），而且在多任务系统中，它还会降低整个系统的性能，因为你的进程一直在获取时间片，因为它看起来正在做某些事情。

接下来的问题是...我不知道任何delay()函数。这不是标准C。实际上，在C11之前，根本没有关于这种东西的标准。

POSIX来拯救，有usleep(3)（已弃用）和nanosleep(2)。如果你在一个符合POSIX标准的系统上，那么你可以使用它们。它们会阻塞（意味着你的操作系统调度程序知道它们没事可做，并将它们安排在调用结束后），所以你不会浪费CPU功率。

如果您正在使用Windows操作系统，想要在代码中使用延迟，您只能使用Sleep()函数。请注意，此函数以毫秒为单位计算时间，但通常只有约15ms的精度。通常足够好，但并非总是如此。如果您需要更好的精度，请使用timeBeginPeriod()来请求更多的定时器中断... {{code>timeBeginPeriod(1);}}将请求每毫秒一个定时器中断。不要忘记在不再需要精度时使用相同的值调用timeEndPeriod()，因为更多的定时器中断会增加系统的负担，从而浪费更多的能源。

我最近开发了一个小游戏，遇到了类似的问题。我需要在10毫秒的间隔内进行常量时钟。我生成了 适用于符合POSIX标准的系统 和 适用于Windows的代码。这些代码中的 ticker_wait() 函数仅会暂停，直到下一个时钟周期。如果您的初衷是解决时间问题，这可能有所帮助。

- user2371524

Answer 2

除非你在实时操作系统上，否则你直接编写的任何程序都不会很准确。你需要使用系统函数来休眠一段时间，例如Linux中的usleep或Windows中的Sleep。

由于操作系统可能比预期的时间早或晚地中断进程，因此你应该在休眠前后获取系统时间以确定你实际休眠了多长时间。

编辑：

在Linux上，你可以使用具有微秒分辨率的gettimeofday获取当前系统时间（实际时钟是否那么准确是另一回事）。在Windows上，你可以使用类似的GetSystemTimeAsFileTime函数：

int gettimeofday(struct timeval *tv, struct timezone *tz)
{
    const unsigned __int64 epoch_diff = 11644473600000000;
    unsigned __int64 tmp;
    FILETIME t;

    if (tv) {
        GetSystemTimeAsFileTime(&t);

        tmp = 0;
        tmp |= t.dwHighDateTime;
        tmp <<= 32;
        tmp |= t.dwLowDateTime;

        tmp /= 10;
        tmp -= epoch_diff;
        tv->tv_sec = (long)(tmp / 1000000);
        tv->tv_usec = (long)(tmp % 1000000);
    }

    return 0;
}

- dbush

---

你是在说使用time()函数获取系统时间吗？ - Rohan Gayen

gettimeofday(2)自SUS v4以来已经过时，您应该推荐使用clock_gettime(2)。 - Filipe Gonçalves

而且：使用系统函数来休眠并不一定比自己编写更准确。正如你所说，Linux 不是实时操作系统，因此无论如何都可能会发生延迟。 - Filipe Gonçalves

Answer 3

你可以做一些事情，比如找到某个时间点的确切时间，然后将其保留在一个 while 循环中，该循环会重新检查时间，直到它达到你想要的时间为止。然后它就会跳出循环并继续执行程序的其余部分。不过，我不确定循环比只使用延迟函数有多大好处。

- mumfy