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C和C++中的计时器

时间:2017-09-01 13:36:06      阅读:271      评论:0      收藏:0      [点我收藏+]

标签:2.0   gets   运行   上电   amp   fda   支持   命令   compact   

  在我们调试代码的时候,很多时候需要用代码的运行时间来衡量代码的效率,看了网上已经有了很多关于计时的文章,自己学习的时候再进行一些整理吧。

 

1. time()函数 

  在头文件time.h中,time()获取当前的系统时间,只能精确到秒,返回的结果是一个time_t类型,其使用方法如下:

#include <time.h>   
#include <stdio.h>   

int main() {  
     time_t first, second;  
     first=time(NULL);  
     delay(2000);  
     second=time(NULL);  
     printf("The difference is: %f seconds",difftime(second,first));  //调用difftime求出时间差
     return 0;   
}   

 

 2. clock()函数

  在头文件time.h中,clock()函数返回从“开启这个程序进程”到“程序中调用clock()函数”时之间的CPU时钟计时单元(clock tick)数,在MSDN中称之为挂钟时间(wal-clock),常量CLOCKS_PER_SEC,它用来表示一秒钟会有多少个时钟计时单元,精确到毫秒,其使用方法如下:

#include<time.h>
#include<stdio.h>

int main()
{
    double dur;
    clock_t start,end;
    start = clock();
    foo();//dosomething
    end = clock();
    dur = (double)(end - start);
    printf("Use Time:%f\n",(dur/CLOCKS_PER_SEC));
}

 

3.timeGetTime()函数(Windows API

  以毫秒计的系统时间,该时间为从系统开启算起所经过的时间。在使用timeGetTime之前应先包含头文件#include <Mmsystem.h>或#include <Windows.h>并在project->settings->link->Object/library modules中添加winmm.lib。也可以在文件头部添加 #pragma comment( lib,"winmm.lib" )。

备注:命令行:#pragma comment( lib,"xxx.lib" )时预编译处理指令,让vc将winmm.lib添加到工程中去进行编译。

#include<stdio.h>
#include<windows.h>

#pragma comment( lib,"winmm.lib" )

int main()
{
    DWORD t1, t2;
    t1 = timeGetTime();
    foo();//do something
    t2 = timeGetTime();
    printf("Use Time:%f\n", (t2 - t1)*1.0 / 1000);
    return 0;
}

   该函数的时间精度是五毫秒或更大一些,这取决于机器的性能。可用timeBeginPeriod和timeEndPeriod函数提高timeGetTime函数的精度。如果使用了,连续调用timeGetTime函数,一系列返回值的差异由timeBeginPeriod和timeEndPeriod决定。也可以用timeGetTime实现延时功能Delay

void Delay(DWORD delayTime)
{
  DWORD delayTimeBegin;
  DWORD delayTimeEnd;
  delayTimeBegin=timeGetTime();
  do
  {
    delayTimeEnd
=timeGetTime();
  }
while((delayTimeEnd-delayTimeBegin)<delayTime) }

 

4.QueryPerformanceCounter()函数和QueryPerformanceFrequency()函数(Windows API)

  QueryPerformanceFrequency()函数返回高精确度性能计数器的值,它可以以微妙为单位计时,但是QueryPerformanceCounter()确切的精确计时的最小单位是与系统有关的,所以,必须要查询系统以得到QueryPerformanceCounter()返回的嘀哒声的频率。QueryPerformanceFrequency()提供了这个频率值,返回每秒嘀哒声的个数。

#include<stdio.h>
#include<windows.h>
#pragma comment( lib,"winmm.lib" )

int main()
{
    LARGE_INTEGER t1, t2, tc;
    QueryPerformanceFrequency(&tc);
    QueryPerformanceCounter(&t1);
    foo();//do something
    QueryPerformanceCounter(&t2);
    printf("Use Time:%f\n", (t2.QuadPart - t1.QuadPart)*1.0 / tc.QuadPart);
    return 0;
}

 

5.GetTickCount()函数(Windows API)

  GetTickCount返回(retrieve)从操作系统启动所经过(elapsed)的毫秒数,它的返回值是DWORD。

#include<stdio.h>
#include<windows.h>
#pragma comment( lib,"winmm.lib" )

int main()
{
    DWORD t1, t2;
    t1 = GetTickCount();
    foo;//do something
    t2 = GetTickCount();
    printf("Use Time:%f\n", (t2 - t1)*1.0 / 1000);
    return 0;
}

 

6.RDTSC指令(Windows)

  在Intel Pentium以上级别的CPU中,有一个称为“时间戳(Time Stamp)”的部件,它以64位无符号整型数的格式,记录了自CPU上电以来所经过的时钟周期数。由于目前的CPU主频都非常高,因此这个部件可以达到纳秒级的计时精度。这个精确性是上述几种方法所无法比拟的.在Pentium以上的CPU中,提供了一条机器指令RDTSC(Read Time Stamp Counter)来读取这个时间戳的数字,并将其保存在EDX:EAX寄存器对中。由于EDX:EAX寄存器对恰好是Win32平台下C++语言保存函数返回值的寄存器,所以我们可以把这条指令看成是一个普通的函数调用,因为RDTSC不被C++的内嵌汇编器直接支持,所以我们要用_emit伪指令直接嵌入该指令的机器码形式0X0F、0X31。

inline unsigned __int64 GetCycleCount()
{
    __asm
    {
        _emit 0x0F;
        _emit 0x31;
    }
}

void test6()
{
    unsigned long t1,t2;
    t1 = (unsigned long)GetCycleCount();
    foo();//dosomething
    t2 = (unsigned long)GetCycleCount();
    printf("Use Time:%f\n",(t2 - t1)*1.0/FREQUENCY);   //FREQUENCY指CPU的频率
}

获取CPU频率参考:http://blog.csdn.net/kofandlizi/article/details/6253801

 

7.gettimeofday() (Linux)

//timeval结构定义为:
struct timeval
{   
long tv_sec; /**/   long tv_usec; /*微秒*/ };
//timezone 结构定义为: struct timezone
{   
int tz_minuteswest; /*和Greenwich 时间差了多少分钟*/   int tz_dsttime; /*日光节约时间的状态*/ };
void test() { struct timeval t1,t2; double timeuse; gettimeofday(&t1,NULL); foo(); gettimeofday(&t2,NULL); timeuse = t2.tv_sec - t1.tv_sec + (t2.tv_usec - t1.tv_usec)/1000000.0; printf("Use Time:%f\n",timeuse); }

 

8.RDTSC指令计时(Linux)

#if defined (__i386__)
static __inline__ unsigned long long GetCycleCount(void)
{
        unsigned long long int x;
        __asm__ volatile("rdtsc":"=A"(x));
        return x;
}
#elif defined (__x86_64__)
static __inline__ unsigned long long GetCycleCount(void)
{
        unsigned hi,lo;
        __asm__ volatile("rdtsc":"=a"(lo),"=d"(hi));
        return ((unsigned long long)lo)|(((unsigned long long)hi)<<32);
}
#endif

void test8()
{
        unsigned long t1,t2;
        t1 = (unsigned long)GetCycleCount();
        foo();//dosomething
        t2 = (unsigned long)GetCycleCount();
        printf("Use Time:%f\n",(t2 - t1)*1.0/FREQUENCY); //FREQUENCY  CPU的频率
}

 

9.GetSystemTime / GetLocalTime(Windows)

  Windows SDK 中有两个精确到毫秒的获取当前时间的函数:

    GetSystemTime:获取 UTC 时间。

    GetLocalTime:获取当地时间。

  这两个函数的返回都是:SYSTEMTIME ,结构体占用了 16 个字节,它的定义如下:

typedef struct _SYSTEMTIME {
  WORD wYear;
  WORD wMonth;
  WORD wDayOfWeek;
  WORD wDay;
  WORD wHour;
  WORD wMinute;
  WORD wSecond;
  WORD wMilliseconds;
} SYSTEMTIME, *PSYSTEMTIME;
// GetSystemTime.cpp : Defines the entry point for the console application.
#include "stdafx.h"
#include <Windows.h>

int _tmain(void)
{
    SYSTEMTIME utc_time = { 0 };
    SYSTEMTIME local_time = { 0 };

    GetSystemTime(&utc_time);
    GetLocalTime(&local_time);
    _tprintf(_T("The UTC time is \t: %02d:%02d:%02d.%03d\n"), utc_time.wHour, utc_time.wMinute, utc_time.wSecond, utc_time.wMilliseconds);
    _tprintf(_T("The local time is\t: %02d:%02d:%02d.%03d\n"), local_time.wHour, local_time.wMinute, local_time.wSecond, local_time.wMilliseconds);
    return 0;
}

 


10.GetSystemTimeAsFileTime

  究竟能不能达到 100 纳秒的精确度呢?在 Windows SDK 中有一个结构体:FILETIME,它可以记录精度达到 100ns 的时间。用哪个函数得到这个值呢?可以用 GetSystemTimeAsFileTime。但是,不要高兴得太早,虽

然 FILETIME 能够达到如此高的精度,但是这个函数我连试都懒得试。为什么呢?因为 Windows 系统并不是一个实时操作系统(Windows Embedded Compact 2013 是一个实时系统),其时钟精度一般认为是 15 ~ 16 毫秒。

Windows Sysinternals 给我们提供了一个查看你使用的 Windows 系统的时钟分辨率的小工具:ClockRes v2.0。把它下载下来在控制台中执行,结果如下: 

技术分享

看到了吧。死心了吧。所以说,用 GetSystemTime / GetLocalTime 就已经很好了。如果要获得真正毫秒级甚至更高精度的当前系统时间,必须跟 CPU 打交道,别无它法。先贴出代码吧:

#ifdef _WIN32
#include <windows.h>
#else
#include <time.h>
#endif  // _WIND32


// 定义64位整形
#if defined(_WIN32) && !defined(CYGWIN)
typedef __int64 int64_t;
#else
typedef long long int64t;
#endif  // _WIN32

// 获取系统的当前时间,单位微秒(us)
int64_t GetSysTimeMicros()
{
#ifdef _WIN32
// 从1601年1月1日0:0:0:000到1970年1月1日0:0:0:000的时间(单位100ns)
#define EPOCHFILETIME   (116444736000000000UL)
    FILETIME ft;
    LARGE_INTEGER li;
    int64_t tt = 0;
    GetSystemTimeAsFileTime(&ft);
    li.LowPart = ft.dwLowDateTime;
    li.HighPart = ft.dwHighDateTime;
    // 从1970年1月1日0:0:0:000到现在的微秒数(UTC时间)
    tt = (li.QuadPart - EPOCHFILETIME) /10;
    return tt;
#else
    timeval tv;
    gettimeofday(&tv, 0);
    return (int64_t)tv.tv_sec * 1000000 + (int64_t)tv.tv_usec;
#endif // _WIN32
    return 0;
}

 

参考资料:http://blog.csdn.net/luoweifu/article/details/51325432

http://blog.csdn.net/yapingxin/article/details/49466223

http://www.cnblogs.com/leven20061001/archive/2012/11/08/2760126.html

 

C和C++中的计时器

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原文地址:http://www.cnblogs.com/chmm/p/7461684.html

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