定时 operator+、operator-、operator* 和 operator/答案

【问题标题】：Timing operator+, operator-, operator*, and operator/定时 operator+、operator-、operator* 和 operator/
【发布时间】：2013-06-21 23:52:03
【问题描述】：

我有一个简单的数学向量类，其中运算符重载。我想为我的操作员获得一些计时结果。我可以通过对以下代码进行计时来轻松地计时我的 +=、-=、*= 和 /=：

Vector sum;
for(size_t i = 0; i<iter; ++i)
  sum += RandVector();
cout << sum << endl;

然后我可以减去生成迭代随机向量所需的时间。在我的测试中，Vector 是 3 维的，iter = 10,000,000。

我尝试用 +,-,*,/ 做类似的事情：

Vector sum;
for(size_t i = 0; i<iter; ++i)
  sum = sum + RandVector();
cout << sum << endl;

然后减去生成迭代随机向量和执行迭代分配所需的时间，但这给出了一个“负”时间，让我相信编译器正在以某种方式优化操作，或者发生了一些奇怪的事情。

我在 Fedora Linux 机器上使用 gcc-4.7.2 和 -O3。

这是我的计时码：

clock_t start, k = clock();
do start = clock();
while(start == k);

F()();

clock_t end = clock();

double time = double(end-start)/double(CLOCKS_PER_SEC);
cout << time - time_iter_rand_v - time_iter_ass;

这里的 F 是执行上述代码的函数对象。 time_iter_rand_v 是创建迭代随机向量所需的时间，time_iter_ass 是迭代分配操作所需的时间。

然后我的问题是如何仅获得 operator+ 函数的准确计时而不是任何分配或随机向量生成？

【问题讨论】：

你的计时怎么样？
我正在使用的时钟（）
编译器不能让时钟倒转，可以吗？很明显你的计时码是错误的。
我建议将您的计时码添加到问题中。这可能是错误的一点。
优化的问题（Adrian 回答）似乎很中肯：stackoverflow.com/q/6130100/1715716

标签： c++ performance benchmarking

【解决方案1】：

当优化开启时，你真的无法获得准确的时间。原因在于编译器具有移动代码的能力。

如果将时间存储变量设置为 volatile，则它们相对于彼此的位置不会因为移动而受到优化。但是，它们周围的代码是，除非它们正在分配或调用带有 volatile 变量的函数（这包括使 *this volatile 的 volatile 成员函数）。

如果您期望线性执行，优化可以对代码做很多奇怪的事情。

【讨论】：

【解决方案2】：

只需创建一个RandVector()s 的向量并遍历它们。它将解决测量生成时间的问题。至于赋值，我认为它归结为编译器如何优化它。

【讨论】：

【解决方案3】：

一种基本的基准测试方法是使用gettimeofday：

#include <stdio.h>
#include <stdlib.h>
#include <sys/time.h>
#include <sys/types.h>

#include <cstring>



//-------------------  Handle time in milliseconds  ----------------------//

/*
 * Return 1 if the difference is negative, otherwise 0.
 */
int timeval_subtract(struct timeval *result, struct timeval *t2, struct timeval *t1)
{
    long int diff = (t2->tv_usec + 1000000 * t2->tv_sec) - (t1->tv_usec + 1000000 * t1->tv_sec);
    result->tv_sec = diff / 1000000;
    result->tv_usec = diff % 1000000;

    return (diff<0);
}

void timeval_print(struct timeval *tv)
{
    char buffer[30];
    time_t curtime;

    printf("%ld.%06ld", tv->tv_sec, tv->tv_usec);
    curtime = tv->tv_sec;
    strftime(buffer, 30, "%m-%d-%Y  %T", localtime(&curtime));
    printf(" = %s.%06ld\n", buffer, tv->tv_usec);
}

// usage :
/*

    struct timeval tvBegin, tvEnd, tvDiff;

    // begin
    gettimeofday(&tvBegin, NULL);

    // lengthy operation
    int i,j;
    for(i=0;i<999999L;++i) {
        j=sqrt(i);
    }

    //end
    gettimeofday(&tvEnd, NULL);

    // diff
    timeval_subtract(&tvDiff, &tvEnd, &tvBegin);
    printf("%ld.%06ld\n", tvDiff.tv_sec, tvDiff.tv_usec);


 */

【讨论】：