在C语言中，clock()返回一个负值的问题

Question

我使用了一段非常简单的代码来测量执行时间。在不确定的情况下，它可以正常工作，但可能不超过20分钟。但是，在20分钟之后，它会返回负结果。我在论坛上搜索了很久，并尝试了一切方法，如更改数据类型、使用长无符号数（返回0），但仍然失败。以下是我的代码片段：

main()
{
    time_t start,stop;
    double time_arm;
    start = clock(); 
    /* .......  */
    stop = clock();
    time_arm=(double)(stop-start)/(double)CLOCKS_PER_SEC;

    printf("Time Taken by ARM only is %lf \n",time_arm);
}

输出结果为：仅ARM花费的时间为-2055.367296

如有需要帮助，请提前感谢。

- pylearner

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注意：clock() 返回类型为 clock_t。 - chux - Reinstate Monica

不要使用 clock()。在几乎所有实际应用中，它都存在缺陷，即使没有缺陷，也不会有任何有用的作用。 - R.. GitHub STOP HELPING ICE

Answer 1

POSIX要求CLOCKS_PER_SEC为1,000,000。这意味着您的计数以微秒为单位，而2的31次方微秒约为35分钟。您的计时器只是溢出了，因此当发生这种情况时，您无法获得有意义的结果。

我不确定为什么您在20分钟时看到了问题 - 也许您的CLOCKS_PER_SEC不兼容POSIX。无论如何，您的问题是计时器溢出。您需要以不同的方式处理此问题 - 可以尝试使用getrusage(2)。

- Carl Norum

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请注意，这是实现中的一个错误。C要求clock在结果不可表示时失败（返回(clock_t)-1)；不允许包装。请参阅Austin Group问题686的解释。 - R.. GitHub STOP HELPING ICE

Answer 2

clock_t是一个长整型，是一个32位有符号值，它可以在溢出之前容纳2^31。在32位系统上，CLOCKS_PER_SEC的值等于1000000 [如POSIX所述]，每隔约72分钟，clock()将返回几乎相同的值。

根据MSDN的说法，它也可以返回-1。

引用块中提到：“自进程启动以来经过的墙钟时间（秒数乘以CLOCKS_PER_SEC）。如果无法获得经过的时间量，则函数返回-1，强制转换为clock_t。”

顺便提一下： clock()测量程序使用的CPU时间，而不是实际时间，clock()的返回值以微秒为单位。

- Rahul Tripathi

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正在研究 clock_t 的定义。没有找到任何说明它是 long 的信息，只有说明其“范围和精度...是实现定义的”。（C11dr 7.21.1）你有一些有用的参考资料可以表明它是‘long’或者 32 位的吗？ - chux - Reinstate Monica

@chux：我不确定它是否很长，但我发现通常会使用较长的类型。至于一个参考，你可以查看这个链接：在GNU系统中，clock_t等同于long int，而CLOCKS_PER_SEC是一个整数值。 http://www.cs.utah.edu/dept/old/texinfo/glibc-manual-0.02/library_19.html 如果我错了，请纠正我？:( - Rahul Tripathi

@chux：这是错的吗？还是我漏掉了什么。如果我有所遗漏，请评论一下。谢谢！ :) - Rahul Tripathi

复制该参考：在GNU中，clock_t是一个“long int”。现在我想知道在GNU系统中，一个“long int”是32位还是至少32位。嗯。我猜是后者。 - chux - Reinstate Monica

整数类型指的是32位或64位。 - chux - Reinstate Monica

Answer 3

如果你使用的是 POSIX 系统，可以尝试使用 clock_gettime() 函数并设置 CLOCK_PROCESS_CPUTIME_ID 选项。clock_gettime() 函数使用 struct timespec 结构体返回时间信息，因此不会遇到与使用单个整数相同的问题。

- ralight