C/C++中的算法速度测试器答案

【问题标题】：algorithm speed tester in C/C++C/C++中的算法速度测试器
【发布时间】：2012-07-23 08:38:16
【问题描述】：

我必须以毫秒为单位计算我的算法的速度。在 C++/C 中，我该怎么做？我需要在输入之前和输出之后写smth，但究竟是什么？

【问题讨论】：

为什么需要绝对数字？您打算在不同的计算机上运行它进行比较吗？
Time difference in C++ 的可能重复项
我对一个问题有两种不同的解决方案。因此它们具有完全相同的 Big-O 值，但在实现中它必须不同。所以我想在一台计算机和不同的时间比较它们。

标签： c++ c

【解决方案1】：

您可以使用<time.h> 中的clock() 函数
clock() 显示自您的程序启动以来经过了多少滴答。宏 CLOCKS_PER_SEC 包含每秒的滴答数，因此您实际上可以获得时间。

//We start measuring here. Remember what was the amount of ticks in the 
//beginning of the part of code you want to test:
int start = clock();
//<...>
//Do your stuff here
//<...>
int end = clock();//Now check what amount of ticks we have now. 
//To get the time, just subtract start from end, and divide by CLOCKS_PER_SEC.
std::cout << "it took " << end - start << "ticks, or " << ((float)end - start)/CLOCKS_PER_SEC << "seconds." << std::endl;

【讨论】：

这可能是系统相关的，但是在Linux上，我发现clock()的粒度很粗（不准确），所以我避免优先使用它而不是其他系统函数，例如times( ) 来自
不要忘记调用时钟本身会消耗一些毫秒，所以你不会得到精确的毫秒，所以你的算法花费的时间 = output_millis - invocation_clock_millis()。 invocation_clock_millis() 取决于系统。
而且您还需要考虑时钟偏差，例如，如果系统已加载（通过 CPU 或通过网络），那么系统时钟可能会上升/下降 w.r.t 基本时钟。但这主要是 1 到 3 毫秒，所以不用太担心。

【解决方案2】：

没有通用的方法来测量确切的时间或滴答声。测量方法、操作系统和计算机上发生的其他事情（其他应用程序、图形输出、后台进程）都会影响结果。有多种方法可以进行“足够好”（在许多情况下）测量：

库函数

clock(...), clock_gettime(...)

来自标准库（time.h）和

gettimeofday(..) // for elapsed (wallclock) time
times(..) // process times

适用于 linux 和其他 unix 系统（sys/time.h）（编辑根据 Oleg 的评论）

硬件计数器：

__inline__ uint64_t rdtsc(void) {
  uint32_t lo, hi;
  __asm__ __volatile__( // serialize
                "xorl %%eax,%%eax \n        cpuid":::"%rax",
                "%rbx", "%rcx", "%rdx");
  __asm__ __volatile__("rdtsc":"=a"(lo), "=d"(hi));
  return (uint64_t) hi << 32 | lo;
}

/*...*/
uint64_t t0 = rdtsc();
code_to_be_tested();
uint64_t t1 = rdtsc();

我更喜欢这种方法，因为它直接读取硬件计数器。

对于 C++11：std:chrono::highresolution_clock

typedef std::chrono::high_resolution_clock Clock;
  auto t0 = Clock::now();
  code_to_be_tested();
  auto t1 = Clock::now();

请记住，测量值不会精确到时钟周期。即纳秒。我总是将微秒（10e-6 s）计算为最小的合理时间单位。

【讨论】：

即使你不使用windows，这里也是a good read about rdtsc。
@JesseGood：感谢您的链接！很有意思。您知道 *ix 系统中有更好的方法吗？
gettimeofday，我假设硬件计数器会给你墙上的时间，由于操作系统多任务，这可能不是你想要的。如果你想要 Linux 上的用户时间，我建议 times() from <sys/times.h>

【解决方案3】：

请注意，您可以使用 C++11 chrono 库中的日期和时间实用程序。来自cppreference.com：

chrono 库定义了三种主要类型（持续时间、时钟和时间点）以及实用函数和常用类型定义。

查看在 GCC 4.5.1 here 编译的文章中的示例

【讨论】：

【解决方案4】：

你可以使用这个函数库：

// clock.c
#include <time.h>
#include "clock.h"

struct clock { clock_t c1, c2; };

void   start(clock *this) { this->c1 = clock(); }
void   stop (clock *this) { this->c2 = clock(); }
double print(clock *this) { return (double)(c1 - c2) / CLOCKS_PER_SEC; }

// clock.h
#ifndef CLOCK_H_INCLUDED
# define CLOCK_H_INCLUDED

typedef struct clock clock;

extern void   start(clock *);
extern void   stop (clock *);
extern double print(clock *);

#endif // CLOCK_H_INCLUDED

但有时clock 不是很适应：你可以使用你的系统函数，这样会更准确。

【讨论】：