运行时间测量技术

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在优化某段程序之前,我们往往需要确定其运行时间,通过对比优化前后的时间,来衡量优化的力度。

那么问题来了,除了借助操作系统 time 命令这种方式,有没有直接在代码中嵌入时间测量的方法呢?

C++ 中比较传统的方式是使用 C 库中的<ctime>.

cpp#include <ctime>
using namespace std;

int main()
{
    clock_t begin = clock();

    // your codes

    clock_t end = clock();
    double elapsed_secs = static_cast<double>(end - begin) / CLOCKS_PER_SEC;
    cout << elapsed_secs << " s" << endl;
}

这种方式实际上是可以精确到毫秒的,如果再想更加精确,就有点难了。


今天介绍一种借助 std::chrono::duration 与 lambda 函数的方法,相比之下更加 C++ 一些。

cpp#include <chrono>

template<typename TimeT = std::chrono::milliseconds>
struct measure
{
    template<typename F, typename ...Args>
    static typename TimeT::rep execution(F func, Args&&... args)
    {
        auto start = std::chrono::system_clock::now();

        // Now call the function with all the parameters you need.
        func(std::forward<Args>(args)...);

        auto duration = std::chrono::duration_cast< TimeT>
            (std::chrono::system_clock::now() - start);

        return duration.count();
    }
};

struct functor
{
    int state;
    functor(int state) : state(state) {}
    void operator()() const
    {
        std::cout << "In functor run for ";
    }
};

void func()
{
    std::cout << "In function, run for " << std::endl;
}

int main() 
{
    // codes directly
    std::cout << measure<>::execution([&]() {
        // your code
    }) << " ms" << std::endl;

    // functor
    std::cout << measure<>::execution(functor(3)) << std::endl;

    // function
    std::cout << measure<>::execution(func);
}

改变精度,仅需修改 template<typename TimeT = std::chrono::milliseconds> 中的参数即可:

  • milliseconds : 毫秒
  • microseconds : 微秒
  • nanoseconds : 纳秒

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