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

我建议使用steady_clock,它保证是单调的,不像high_resolution_clock。

#include <iostream>
#include <chrono>

using namespace std;

unsigned int stopwatch()
{
    static auto start_time = chrono::steady_clock::now();

    auto end_time = chrono::steady_clock::now();
    auto delta    = chrono::duration_cast<chrono::microseconds>(end_time - start_time);

    start_time = end_time;

    return delta.count();
}

int main() {
  stopwatch(); //Start stopwatch
  std::cout << "Hello World!\n";
  cout << stopwatch() << endl; //Time to execute last line
  for (int i=0; i<1000000; i++)
      string s = "ASDFAD";
  cout << stopwatch() << endl; //Time to execute for loop
}

输出:

Hello World!
62
163514

其他回答

如果你想要安全的时间和代码行,你可以用一行宏来测量函数的执行时间:

a)实现如上所述的时间测量类(这是我的android实现):

class MeasureExecutionTime{
private:
    const std::chrono::steady_clock::time_point begin;
    const std::string caller;
public:
    MeasureExecutionTime(const std::string& caller):caller(caller),begin(std::chrono::steady_clock::now()){}
    ~MeasureExecutionTime(){
        const auto duration=std::chrono::steady_clock::now()-begin;
        LOGD("ExecutionTime")<<"For "<<caller<<" is "<<std::chrono::duration_cast<std::chrono::milliseconds>(duration).count()<<"ms";
    }
};

b)添加一个方便的宏,它使用当前函数名作为TAG(在这里使用宏很重要,否则__FUNCTION__将计算为MeasureExecutionTime而不是你想测量的函数

#ifndef MEASURE_FUNCTION_EXECUTION_TIME
#define MEASURE_FUNCTION_EXECUTION_TIME const MeasureExecutionTime measureExecutionTime(__FUNCTION__);
#endif

c)在你想要测量的函数的开头写你的宏。例子:

 void DecodeMJPEGtoANativeWindowBuffer(uvc_frame_t* frame_mjpeg,const ANativeWindow_Buffer& nativeWindowBuffer){
        MEASURE_FUNCTION_EXECUTION_TIME
        // Do some time-critical stuff 
}

这将导致以下输出:

ExecutionTime: For DecodeMJPEGtoANativeWindowBuffer is 54ms

请注意,这(和所有其他建议的解决方案一样)将测量函数被调用和返回之间的时间,而不一定是CPU执行函数的时间。但是,如果您不给调度程序任何更改,通过调用sleep()或类似方法来挂起正在运行的代码,则两者之间没有区别。

#include <iostream>
#include <chrono>

void function()
{
    // code here;
}

int main()
{
    auto t1 = std::chrono::high_resolution_clock::now();
    function();
    auto t2 = std::chrono::high_resolution_clock::now();

    auto duration = std::chrono::duration_cast<std::chrono::microseconds>( t2 - t1 ).count();

    std::cout << duration<<"/n";
    return 0;
}

这对我很管用。


注意:

high_resolution_clock不能在不同的标准库实现中实现一致,应该避免使用它。它通常只是std::chrono::steady_clock或std::chrono::system_clock的别名,但它是哪一个取决于库或配置。当它是system_clock时,它不是单调的(例如,时间可以倒退)。

例如,对于gcc的libstdc++,它是system_clock,对于MSVC,它是steady_clock,对于clang的libc++,它取决于配置。

通常应该直接使用std::chrono::steady_clock或std::chrono::system_clock,而不是std::chrono::high_resolution_clock:使用steady_clock测量持续时间,使用system_clock测量时钟时间。

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。

下面是一个函数,它将测量作为参数传递的任何函数的执行时间:

#include <chrono>
#include <utility>

typedef std::chrono::high_resolution_clock::time_point TimeVar;

#define duration(a) std::chrono::duration_cast<std::chrono::nanoseconds>(a).count()
#define timeNow() std::chrono::high_resolution_clock::now()

template<typename F, typename... Args>
double funcTime(F func, Args&&... args){
    TimeVar t1=timeNow();
    func(std::forward<Args>(args)...);
    return duration(timeNow()-t1);
}

使用示例:

#include <iostream>
#include <algorithm>

typedef std::string String;

//first test function doing something
int countCharInString(String s, char delim){
    int count=0;
    String::size_type pos = s.find_first_of(delim);
    while ((pos = s.find_first_of(delim, pos)) != String::npos){
        count++;pos++;
    }
    return count;
}

//second test function doing the same thing in different way
int countWithAlgorithm(String s, char delim){
    return std::count(s.begin(),s.end(),delim);
}


int main(){
    std::cout<<"norm: "<<funcTime(countCharInString,"precision=10",'=')<<"\n";
    std::cout<<"algo: "<<funcTime(countWithAlgorithm,"precision=10",'=');
    return 0;
}

输出:

norm: 15555
algo: 2976

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。