时钟（）返回 0

Question

当我在下面运行我的代码时，我得到了一个值 0，有几次我确实得到了 intAddition 的值。我尝试了很多我在网上找到的建议，但还没有成功。我的同学向我展示了他的做法，这与我的非常相似。他从他的程序中获得了 1 到 3 的小值。

感谢您的帮助！

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

clock_t start, end;

void intAddition(int a, int b){
    start = clock();
    a + b;
    end = clock();  
    printf("CPU cycles to execute integer addition operation: %d\n", end-start);
}

void intMult(int a, int b){
    start = clock();
    a * b;
    end = clock();
    printf("CPU cycles to execute integer multiplication operation: %d\n", end-start);
}

void floatAddition(float a, float b){
    start = clock();
    a + b;
    end = clock();
    printf("CPU cycles to execute float addition operation: %d\n", end-start);
}

void floatMult(float a, float b){
    start = clock();
    a * b;
    end = clock();
    printf("CPU cycles to execute float multiplication operation: %d\n", end-start);
}

int main()
{
    int a,b;
    float c,d;

    a = 3, b = 6;
    c = 3.7534, d = 6.85464;

    intAddition(a,b);
    intMult(a,b);
    floatAddition(c,d);
    floatMult(c,d);

    return 0;
}

Answer 1

clock() 返回的值是clock_t 类型（实现定义的算术类型）。它代表“实现对处理器的最佳近似 自实现定义的时代相关的开始以来程序使用的时间 仅用于程序调用”(N15707.27.2.1)。

给定一个clock_t 值，您可以通过将它乘以CLOCKS_PER_SEC（在<time.h> 中定义的实现定义的宏）来确定它所代表的秒数。 POSIX 要求CLOCKS_PER_SEC 为一百万，但在不同的系统上可能有不同的值。

特别注意，CLOCKS_PER_SEC 的值不一定与clock() 函数的实际精度相对应。

根据实现，如果 CPU 时间消耗量小于 clock() 函数的精度，则对 clock() 的两次连续调用可能会返回相同的值。在我测试的一个系统上，clock() 函数的分辨率为 0.01 秒； CPU 可以在这段时间内执行很多 条指令。

这是一个测试程序：

#include <stdio.h>
#include <time.h>
#include <limits.h>
int main(void) {
    long count = 0;
    clock_t c0 = clock(), c1;
    while ((c1 = clock()) == c0) {
        count ++;
    }
    printf("c0 = %ld, c1 = %ld, count = %ld\n",
           (long)c0, (long)c1, count);
    printf("clock_t is a %d-bit ", (int)sizeof (clock_t) * CHAR_BIT);
    if ((clock_t)-1 > (clock_t)0) {
        puts("unsigned integer type");
    }
    else if ((clock_t)1 / 2 == 0) {
        puts("signed integer type");
    }
    else {
        puts("floating-point type");
    }
    printf("CLOCKS_PER_SEC = %ld\n", (long)CLOCKS_PER_SEC);
    return 0;
}

在一个系统（Linux x86_64）上，输出为：

c0 = 831, c1 = 833, count = 0
clock_t is a 64-bit signed integer type
CLOCKS_PER_SEC = 1000000

显然，在那个系统上，clock() 函数的实际分辨率是一到两微秒，两次连续调用 clock() 会返回不同的值。

在另一个系统 (Solaris SPARC) 上，输出为：

c0 = 0, c1 = 10000, count = 10447
clock_t is a 32-bit signed integer type
CLOCKS_PER_SEC = 1000000

在那个系统上，clock() 函数的分辨率是 0.01 秒（10,000 微秒），clock() 返回的值在几千次迭代中都没有变化。

（至少）还有一件事需要注意。在clock_t 为 32 位的系统上，使用CLOCKS_PER_SEC == 1000000，该值可以在大约 72 分钟的 CPU 时间后回绕，这对于长时间运行的程序可能很重要。有关详细信息，请参阅系统文档。

Answer 2

在某些编译器中，clock() 以毫秒为单位测量时间。此外，编译器对于简单测试来说太聪明了，它可能会跳过所有内容，因为这些操作的结果没有被使用。

例如，这个循环可能需要不到 1 毫秒（除非调试器打开或优化关闭）

int R = 1;
int a = 2;
int b = 3;
start = clock();
for( int i = 0; i < 10000000; i++ ) 
    R = a * b;
printf( "time passed: %ld\n", clock() - start );

R 始终是相同的数字 (6)，甚至没有使用 R。编译器可能会跳过所有计算。您必须在最后打印 R 或做其他事情来欺骗编译器以配合测试。