为什么我从 clock() 获得的值与实时不同步？答案

【问题标题】：Why are values I obtain from clock() unsynchronized with real time?为什么我从 clock() 获得的值与实时不同步？
【发布时间】：2015-04-27 20:22:07
【问题描述】：

我在 C 中使用函数 clock() 来通过滴答声获取秒数，但是通过下面这个小测试程序，我发现我的处理器没有正确计算滴答声，因为秒数与实时，此外，我必须将结果乘以 100 才能得到更类似于秒的结果，但我认为这没有意义。在这个程序中，10s 几乎相当于现实生活中的 7s。有人可以帮我将clock() 函数变得更精确吗？

我正在使用带有内核 3.8.13-bone70、Debian 4.6.3-14 和 gcc 版本 4.6.3 的 Beaglebone Black rev C

提前致谢！

这是我的测试程序：

#include <stdio.h>
#include <time.h>
int main(){

    while(1)
    printf("\n%f", (double)100*clock()/CLOCKS_PER_SEC);

    return 0;
}

【问题讨论】：

这是否意味着当你在命令提示符下输入日期命令时，显示的时间越来越远？
顺便说一句：%f 是浮点数，而不是双精度数。 %lf 是双倍的
@user3629249：这是不正确的。 %f 对于float 和double 都是正确的，因为float 参数被提升为double（因为printf 是一个可变参数函数）。 long double 的正确格式是 %Lf，而不是 %lf。
@user3629249: 在printf 中两者都是（实际上只是double，但floats 在传递给可变参数函数时总是隐式转换为double）。
@user3629249：你完全错了。 printf 的 %f 格式用于 double 类型的参数。 float 参数被提升为 double，所以 %f 也适用于它们。也许您正在考虑scanf，它有不同的规则（因为它需要指针参数并且它们没有被提升）？请参阅N1570，第 7.21.6.1 节，第 8 段（%f）和第 7 段（L 长度修饰符）。或者查看任何涵盖 C printf 函数的参考。

标签： c clock

【解决方案1】：

clock() 函数返回的结果预计不会与实时同步。它返回

实现对所使用的处理器时间的最佳近似自实施定义时代开始以来的计划仅与程序调用有关

如果您想要高精度指示真实（挂钟）时间，则需要使用一些特定于系统的函数，例如 gettimeofday() 或 clock_gettime() -- 或者，如果您的实现支持它，标准的timespec_get函数，在C11中添加。

您的程序循环调用printf。我希望它花费大部分时间等待 I/O，让步给其他进程，以及 clock() 指示的 CPU 时间（当转换为秒时）以比实际时间慢得多。我怀疑你乘以 100 会影响你的结果； clock()/CLOCKS_PER_SEC 应该是 CPU 时间的正确指示。

【讨论】：

然而，我希望如此紧密的无限循环所使用的 CPU 时间非常接近实时，因此值得进一步探索；-)
@SinanÜnür：问题中的循环包括对printf 的调用。我希望该进程将大部分时间花在等待 I/O 上，从而将 CPU 让给其他进程。我希望clock() 返回的值在转换为秒后会比实时慢得多。
顺便说一句，C11 现在有独立于操作系统的功能timespec_get。
@JensGustedt：已更新。

【解决方案2】：

注意Keith Thompson's answer，它为您指明了正确的方向。

但是，人们可能期望一个紧密的无限循环在给定的时间段内使用大部分 CPU（假设没有发生任何其他事情），因此在这个紧密的无限循环上花费的 CPU 时间与实际时间之间的任何严重偏差都可能是有趣的探索。为此，我编造了这个短节目：

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

int main(void) {
    time_t t0 = time(NULL);
    while(1) {
        printf("%f\r", ((double) clock())/CLOCKS_PER_SEC);
        fflush(stdout);
        if (difftime(time(NULL), t0) > 5.0) {
            break;
        }
    }

    return 0;
}

在 Windows 上，我得到：

C:\...\Temp> timethis clk.exe

TimeThis：命令行：clk.exe
TimeThis : 开始时间 : Mon Apr 27 17:00:34 2015

5.093000
TimeThis：命令行：clk.exe
TimeThis : 开始时间 : Mon Apr 27 17:00:34 2015
TimeThis : 结束时间 : Mon Apr 27 17:00:40 2015
TimeThis : 经过时间 : 00:00:05.172

在 *nix 上，您可以使用 time CLI 实用程序来测量时间。

时间对我来说已经足够接近了。

另请注意Zan's point about comms lags。

【讨论】：

【解决方案3】：

Keith 的回答是最正确的，但是即使您确实将程序更改为使用实时，您的程序也存在另一个问题。

你让它在一个没有睡眠的紧密循环中创建输出。如果您的输出设备有点慢，则显示的时间会随着缓冲的慢而关闭。

例如，如果您在 9,600 波特串行控制台上运行此程序，它可能会延迟 30 秒之多。至少，这是我记得在很久以前我们仍然使用 9,600 波特控制台时观察到的延迟。

【讨论】：