我想知道在我的c++程序中某个函数在Linux上执行需要多少时间。之后,我想做一个速度比较。我看到了几个时间函数,但最终从boost。空间:

process_user_cpu_clock, captures user-CPU time spent by the current process

现在,我不清楚如果我使用上述函数,我会得到哪个CPU在该函数上花费的唯一时间吗?

其次,我找不到任何使用上述功能的例子。请问有谁能告诉我如何使用上面的功能?

p.s.:现在,我使用std::chrono::system_clock::now()以秒为单位获得时间,但这给了我不同的结果,因为不同的CPU负载每次。


当前回答

您可以使用一个简单的类来进行这种测量。

class duration_printer {
public:
    duration_printer() : __start(std::chrono::high_resolution_clock::now()) {}
    ~duration_printer() {
        using namespace std::chrono;
        high_resolution_clock::time_point end = high_resolution_clock::now();
        duration<double> dur = duration_cast<duration<double>>(end - __start);
        std::cout << dur.count() << " seconds" << std::endl;
    }
private:
    std::chrono::high_resolution_clock::time_point __start;
};

唯一需要做的是在函数的开始处创建一个对象

void veryLongExecutingFunction() {
    duration_calculator dc;
    for(int i = 0; i < 100000; ++i) std::cout << "Hello world" << std::endl;
}

int main() {
    veryLongExecutingFunction();
    return 0;
}

就是这样。可以修改该类以满足您的需求。

其他回答

对于旧的c++或C来说很简单:

#include <time.h> // includes clock_t and CLOCKS_PER_SEC

int main() {

    clock_t start, end;

    start = clock();
    // ...code to measure...
    end = clock();

    double duration_sec = double(end-start)/CLOCKS_PER_SEC;
    return 0;
}

计时精度(秒)为1.0/CLOCKS_PER_SEC

在Scott Meyers的书中,我发现了一个通用泛型lambda表达式的例子,可以用来测量函数的执行时间。(c++ 14)

auto timeFuncInvocation = 
    [](auto&& func, auto&&... params) {
        // get time before function invocation
        const auto& start = std::chrono::high_resolution_clock::now();
        // function invocation using perfect forwarding
        std::forward<decltype(func)>(func)(std::forward<decltype(params)>(params)...);
        // get time after function invocation
        const auto& stop = std::chrono::high_resolution_clock::now();
        return stop - start;
     };

问题是,您只能测量一次执行,因此结果可能非常不同。为了获得可靠的结果,您应该测量大量的执行。 根据Andrei Alexandrescu在code::dive 2015会议上的演讲-编写快速代码I:

测量时间:tm = t + tq + tn + to

地点:

Tm -测量(观察)时间

T -实际感兴趣的时间

Tq -由量化噪声增加的时间

Tn -由各种噪声源添加的时间

To -开销时间(测量、循环、调用函数)

根据他在后面的演讲中所说的,你应该把大量执行中的最小值作为你的结果。 我鼓励你们去看他解释原因的那节课。

还有谷歌上的一个很好的库- https://github.com/google/benchmark。 这个库使用简单,功能强大。你可以在youtube上查看钱德勒·卡鲁斯的一些讲座,他在实践中使用了这个库。例如,2017年CppCon:钱德勒·卡鲁斯《无处可去》;

使用示例:

#include <iostream>
#include <chrono>
#include <vector>
auto timeFuncInvocation = 
    [](auto&& func, auto&&... params) {
        // get time before function invocation
        const auto& start = high_resolution_clock::now();
        // function invocation using perfect forwarding
        for(auto i = 0; i < 100000/*largeNumber*/; ++i) {
            std::forward<decltype(func)>(func)(std::forward<decltype(params)>(params)...);
        }
        // get time after function invocation
        const auto& stop = high_resolution_clock::now();
        return (stop - start)/100000/*largeNumber*/;
     };

void f(std::vector<int>& vec) {
    vec.push_back(1);
}

void f2(std::vector<int>& vec) {
    vec.emplace_back(1);
}
int main()
{
    std::vector<int> vec;
    std::vector<int> vec2;
    std::cout << timeFuncInvocation(f, vec).count() << std::endl;
    std::cout << timeFuncInvocation(f2, vec2).count() << std::endl;
    std::vector<int> vec3;
    vec3.reserve(100000);
    std::vector<int> vec4;
    vec4.reserve(100000);
    std::cout << timeFuncInvocation(f, vec3).count() << std::endl;
    std::cout << timeFuncInvocation(f2, vec4).count() << std::endl;
    return 0;
}

编辑: 当然,你总是需要记住,你的编译器可以优化或不优化某些东西。像perf这样的工具在这种情况下很有用。

在c++ 11中,这是一个非常容易使用的方法。 我们可以从头文件中使用std::chrono::high_resolution_clock 我们可以编写一个方法,以易于阅读的形式打印方法执行时间。

例如,要找到1到1亿之间的所有质数,大约需要1分40秒。 因此,执行时间打印为:

Execution Time: 1 Minutes, 40 Seconds, 715 MicroSeconds, 715000 NanoSeconds

代码在这里:

#include <iostream>
#include <chrono>

using namespace std;
using namespace std::chrono;

typedef high_resolution_clock Clock;
typedef Clock::time_point ClockTime;

void findPrime(long n, string file);
void printExecutionTime(ClockTime start_time, ClockTime end_time);

int main()
{
    long n = long(1E+8);  // N = 100 million

    ClockTime start_time = Clock::now();

    // Write all the prime numbers from 1 to N to the file "prime.txt"
    findPrime(n, "C:\\prime.txt"); 

    ClockTime end_time = Clock::now();

    printExecutionTime(start_time, end_time);
}

void printExecutionTime(ClockTime start_time, ClockTime end_time)
{
    auto execution_time_ns = duration_cast<nanoseconds>(end_time - start_time).count();
    auto execution_time_ms = duration_cast<microseconds>(end_time - start_time).count();
    auto execution_time_sec = duration_cast<seconds>(end_time - start_time).count();
    auto execution_time_min = duration_cast<minutes>(end_time - start_time).count();
    auto execution_time_hour = duration_cast<hours>(end_time - start_time).count();

    cout << "\nExecution Time: ";
    if(execution_time_hour > 0)
    cout << "" << execution_time_hour << " Hours, ";
    if(execution_time_min > 0)
    cout << "" << execution_time_min % 60 << " Minutes, ";
    if(execution_time_sec > 0)
    cout << "" << execution_time_sec % 60 << " Seconds, ";
    if(execution_time_ms > 0)
    cout << "" << execution_time_ms % long(1E+3) << " MicroSeconds, ";
    if(execution_time_ns > 0)
    cout << "" << execution_time_ns % long(1E+6) << " NanoSeconds, ";
}

这是一个非常基本的定时器类,你可以根据自己的需要进行扩展。我想要一些直接的东西,可以在代码中干净地使用。你可以通过这个链接来修改代码:http://tpcg.io/nd47hFqr。

class local_timer {
    private:
        std::chrono::_V2::system_clock::time_point start_time;
        std::chrono::_V2::system_clock::time_point stop_time;
        std::chrono::_V2::system_clock::time_point stop_time_temp;
        std::chrono::microseconds most_recent_duration_usec_chrono;
        double most_recent_duration_sec;
    public:

        local_timer() {

        };

        ~local_timer() {

        };

        void start() {
            this->start_time = std::chrono::high_resolution_clock::now();
        };

        void stop() {
            this->stop_time = std::chrono::high_resolution_clock::now();
        };

        double get_time_now() {
            this->stop_time_temp = std::chrono::high_resolution_clock::now();
            this->most_recent_duration_usec_chrono = std::chrono::duration_cast<std::chrono::microseconds>(stop_time_temp-start_time);
            this->most_recent_duration_sec = (long double)most_recent_duration_usec_chrono.count()/1000000;
            return this->most_recent_duration_sec;
        };

        double get_duration() {
            this->most_recent_duration_usec_chrono = std::chrono::duration_cast<std::chrono::microseconds>(stop_time-start_time);
            this->most_recent_duration_sec = (long double)most_recent_duration_usec_chrono.count()/1000000;
            return this->most_recent_duration_sec;
        };


};

这个存在的用处

#include <iostream>
#include "timer.hpp" //if kept in an hpp file in the same folder, can also before your main function

int main() {
    //create two timers
    local_timer timer1 = local_timer();
    local_timer timer2 = local_timer();
    
    //set start time for timer1
    timer1.start();
    //wait 1 second
    while(timer1.get_time_now() < 1.0) {
    }
    //save time
    timer1.stop();
    //print time
    std::cout << timer1.get_duration() << " seconds, timer 1\n" << std::endl;

    timer2.start();
    for(long int i = 0; i < 100000000; i++) {
        //do something
        if(i%1000000 == 0) { 
            //return time since loop started
            std::cout << timer2.get_time_now() << " seconds, timer 2\n"<< std::endl;
        }
        
    }
    return 0;
}

下面是一个优秀的仅头类模板,用于测量函数或任何代码块的运行时间:

#ifndef EXECUTION_TIMER_H
#define EXECUTION_TIMER_H

template<class Resolution = std::chrono::milliseconds>
class ExecutionTimer {
public:
    using Clock = std::conditional_t<std::chrono::high_resolution_clock::is_steady,
                                     std::chrono::high_resolution_clock,
                                     std::chrono::steady_clock>;
private:
    const Clock::time_point mStart = Clock::now();

public:
    ExecutionTimer() = default;
    ~ExecutionTimer() {
        const auto end = Clock::now();
        std::ostringstream strStream;
        strStream << "Destructor Elapsed: "
                  << std::chrono::duration_cast<Resolution>( end - mStart ).count()
                  << std::endl;
        std::cout << strStream.str() << std::endl;
    }    

    inline void stop() {
        const auto end = Clock::now();
        std::ostringstream strStream;
        strStream << "Stop Elapsed: "
                  << std::chrono::duration_cast<Resolution>(end - mStart).count()
                  << std::endl;
        std::cout << strStream.str() << std::endl;
    }

}; // ExecutionTimer

#endif // EXECUTION_TIMER_H

下面是它的一些用法:

int main() {
    { // empty scope to display ExecutionTimer's destructor's message
         // displayed in milliseconds
         ExecutionTimer<std::chrono::milliseconds> timer;

         // function or code block here

         timer.stop();

    } 

    { // same as above
        ExecutionTimer<std::chrono::microseconds> timer;

        // code block here...

        timer.stop();
    }

    {  // same as above
       ExecutionTimer<std::chrono::nanoseconds> timer;

       // code block here...

       timer.stop();

    }

    {  // same as above
       ExecutionTimer<std::chrono::seconds> timer;

       // code block here...

       timer.stop();

    }              

    return 0;
}

由于类是一个模板,我们可以很容易地指定real我们想要测量和显示的时间。这是一个非常方便的实用工具类模板,用于做基准标记,非常容易使用。