如何在c++中获得一段代码的执行时间

Question

我正在尝试对一段代码进行基准测试。它基于这里的代码，有趣的部分看起来像这样:

    auto t0 = std::chrono::high_resolution_clock::now();
    ...
    auto t1 = std::chrono::high_resolution_clock::now();
    std::cout << secs(t1-t0).count() << " sn";

问题是我在一台共享机器上，这给了我很长的时间，所以我的结果不一致。我真正需要的是某种秒表工具，它可以让我知道代码运行的时间，而不是时间。有哪些选择?如果涉及到系统特定的调用，我在Linux机器上，但如果可能的话，我宁愿保持这些代码的可移植性。

我看过其他问题，比如这个和这个，但它们似乎都提供了临时解决方案。

Answer 1

如果在您的操作系统上可用，您可以使用times API来获得与内置time命令相似的结果。

#include <sys/times.h>
...
struct tms  start, end;
times(&start);
//Do command
times(&end);
clock_t usr_time = end->tms_utime - start->tms_utime;
clock_t sys_time = end->tms_stime - start->tms_stime;

要100%完成，您应该检查times的结果不等于-1，否则检查errno代码。

Answer 2

Linux

  #include <time.h>
  #include <stdio.h>
  double  theseSecs = 0.0;
  double  startSecs = 0.0;
  double  secs;
  double  CPUsecs = 0.0;
  double  CPUutilisation = 0.0;
  double  answer = 0;
  clock_t starts;
  void start_CPU_time()
  {      
      starts = clock();;
      return;
  }
  void end_CPU_time()
  {
      CPUsecs = (double)(clock() - starts)/(double)CLOCKS_PER_SEC;
      return;
  }    
  struct timespec tp1;
  void getSecs()
  {
     clock_gettime(CLOCK_REALTIME, &tp1);
     theseSecs =  tp1.tv_sec + tp1.tv_nsec / 1e9;           
     return;
  }
  void start_time()
  {
      getSecs();
      startSecs = theseSecs;
      return;
  }
  void end_time()
  {
      getSecs();
      secs    = theseSecs - startSecs;
      return;
  }    
  void calculate()
  {
      int i, j;
      for (i=1; i<100001; i++)
      {
          for (j=1; j<10001; j++)
          {
              answer = answer + (float)i / 100000000.0;
          }
      }
  }
 void main()
 {
     start_time();
     start_CPU_time();
     calculate();
     end_time();
     end_CPU_time();
     CPUutilisation = CPUsecs /  secs * 100.0;
     printf("n Answer %10.1f, Elapsed Time %7.4f, CPU Time %7.4f, CPU Ut %3.0f%n",
              answer, secs, CPUsecs, CPUutilisation);  
 }

Answer 3

理想情况下，正如您的问题下提到的评论，您应该隔离您试图在main中测量的代码片段，并且只使用unix time命令行工具，该工具报告user和system时间。

如果您不能这样做，请考虑查看time的源代码，并可能使用相同的技术对代码进行基准测试。

Answer 4

我认为您需要使用clock_gettime()与以下时钟CLOCK_PROCESS_CPUTIME_ID或CLOCK_THREAD_CPUTIME_ID。它们给出了进程/线程所消耗的CPU时间。

CLOCK_PROCESS_CPUTIME_ID
  High-resolution per-process timer from the CPU.
CLOCK_THREAD_CPUTIME_ID
  Thread-specific CPU-time clock.

参考:

• http://linux.die.net/man/3/clock_gettime
• 了解clock_gettime()的不同时钟
• http://www.guyrutenberg.com/2007/09/22/profiling-code-using-clock_gettime/

我认为给出merlin2011的建议在许多情况下是不可行的，因为隔离可能需要大量的努力，而添加两行clock_gettime()的代码是相当实用的。您甚至可以在类中包装对clock_gettime()的调用。