C++計時

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目前，存在著各種計時函數，一般的處理都是先調用計時函數，記下目前時間tstart，然後處理一段程式，再調用計時函數，記下處理後的時間tend，再tend和tstart做差，就可以得到程式的執行時間，但是各種計時函數的精度不一樣.下面對各種計時函數，做些簡單記錄.

　　方法1,time()擷取當前的系統時間，返回的結果是一個time_t類型，其實就是一個大整數，其值表示從CUT（Coordinated Universal Time）時間1970年1月1日00:00:00（稱為UNIX系統的Epoch時間）到當前時刻的秒數.  標頭檔<time.h> 

void test1(){    time_t start,stop;    start = time(NULL);    foo();//dosomething    stop = time(NULL);    printf("Use Time:%ld\n",(stop-start));}

　　方法2,clock()函數返回從“開啟這個程式進程”到“程式中調用clock()函數”時之間的CPU時鐘計時單元（clock tick）數，在MSDN中稱之為掛鐘時間（wal-clock）

常量CLOCKS_PER_SEC，它用來表示一秒鐘會有多少個時鐘計時單元

void test2(){    double dur;    clock_t start,end;    start = clock();    foo();//dosomething    end = clock();    dur = (double)(end - start);    printf("Use Time:%f\n",(dur/CLOCKS_PER_SEC));}

       方法3,timeGetTime()函數以毫秒計的系統時間。該時間為從系統開啟算起所經過的時間,是windows api

void test3(){    DWORD t1,t2;    t1 = timeGetTime();    foo();//dosomething    t2 = timeGetTime();    printf("Use Time:%f\n",(t2-t1)*1.0/1000);}

        方法4,QueryPerformanceCounter()這個函數返回高精確度效能計數器的值,它可以以微妙為單位計時.但是QueryPerformanceCounter()確切的精確計時的最小單位是與系統有關的,所以,必須要查詢系統以得到QueryPerformanceCounter()返回的嘀噠聲的頻率.QueryPerformanceFrequency()提供了這個頻率值,返回每秒嘀噠聲的個數.標頭檔<windows.h>

void test4(){    LARGE_INTEGER t1,t2,tc;    QueryPerformanceFrequency(&tc);    QueryPerformanceCounter(&t1);    foo();//dosomething    QueryPerformanceCounter(&t2);    printf("Use Time:%f\n",(t2.QuadPart - t1.QuadPart)*1.0/tc.QuadPart);}

         方法5,GetTickCount返回（retrieve）從作業系統啟動到現在所經過（elapsed）的毫秒數，它的傳回值是DWORD

void test5(){    DWORD t1,t2;    t1 = GetTickCount();    foo();//dosomething    t2 = GetTickCount();    printf("Use Time:%f\n",(t2-t1)*1.0/1000);}

         方法6,RDTSC指令，在Intel   Pentium以上層級的CPU中，有一個稱為“時間戳記（Time   Stamp）”的組件，它以64位無符號整型數的格式，記錄了自CPU上電以來所經過的刻度數。由於目前的CPU主頻都非常高，因此這個組件可以達到納秒級的計時精度。這個精確性是上述幾種方法所無法比擬的.在Pentium以上的CPU中，提供了一條機器指令RDTSC（Read   Time   Stamp   Counter）來讀取這個時間戳記的數字，並將其儲存在EDX:EAX寄存器對中。由於EDX:EAX寄存器對恰好是Win32平台下C++語言儲存函數傳回值的寄存器，所以我們可以把這條指令看成是一個普通的函數調用，因為RDTSC不被C++的內嵌彙編器直接支援，所以我們要用_emit偽指令直接嵌入該指令的機器碼形式0X0F、0X31

inline unsigned __int64 GetCycleCount(){    __asm    {        _emit 0x0F;        _emit 0x31;    }}void test6(){    unsigned long t1,t2;    t1 = (unsigned long)GetCycleCount();    foo();//dosomething    t2 = (unsigned long)GetCycleCount();    printf("Use Time:%f\n",(t2 - t1)*1.0/FREQUENCY);   //FREQUENCY指CPU的頻率}

　　方法7,gettimeofday() linux環境下的計時函數，int gettimeofday ( struct timeval * tv , struct timezone * tz ),gettimeofday()會把目前的時間有tv所指的結構返回，當地時區的資訊則放到tz所指的結構中.

//timeval結構定義為:struct timeval{long tv_sec; /*秒*/long tv_usec; /*微秒*/};//timezone 結構定義為:struct timezone{int tz_minuteswest; /*和Greenwich 時間差了多少分鐘*/int tz_dsttime; /*日光節約時間的狀態*/};void test7(){    struct timeval t1,t2;    double timeuse;    gettimeofday(&t1,NULL);    foo();    gettimeofday(&t2,NULL);    timeuse = t2.tv_sec - t1.tv_sec + (t2.tv_usec - t1.tv_usec)/1000000.0;    printf("Use Time:%f\n",timeuse);}

 　　方法8,linux環境下，用RDTSC指令計時.與方法6是一樣的.只不過在linux實現方式有點差異.

#if defined (__i386__)static __inline__ unsigned long long GetCycleCount(void){        unsigned long long int x;        __asm__ volatile("rdtsc":"=A"(x));        return x;}#elif defined (__x86_64__)static __inline__ unsigned long long GetCycleCount(void){        unsigned hi,lo;        __asm__ volatile("rdtsc":"=a"(lo),"=d"(hi));        return ((unsigned long long)lo)|(((unsigned long long)hi)<<32);}#endifvoid test8(){        unsigned long t1,t2;        t1 = (unsigned long)GetCycleCount();        foo();//dosomething        t2 = (unsigned long)GetCycleCount();        printf("Use Time:%f\n",(t2 - t1)*1.0/FREQUENCY); //FREQUENCY  CPU的頻率}

簡單的比較表格如下

序號	函數	類型	精度層級	時間
1	time	C系統調用	低	<1s
2	clcok	C系統調用	低	<10ms
3	timeGetTime	Windows API	中	<1ms
4	QueryPerformanceCounter	Windows API	高	<0.1ms
5	GetTickCount	Windows API	中	<1ms
6	RDTSC	指令	高	<0.1ms
7	gettimeofday	linux環境下C系統調用	高	<0.1ms

　　總結，方法1,2,7,8可以在linux環境下執行，方法1,2,3,4,5,6可以在windows環境下執行.其中，timeGetTime()和GetTickCount()的傳回值類型為DWORD，當統計的毫妙數過大時，將會使結果歸0，影響統計結果.
        測試結果，windows環境下，主頻為1.6GHz，單位為秒.

1 Use Time:02 Use Time:0.3900003 Use Time:0.3880004 Use Time:0.3947045 Use Time:0.4070006 Use Time:0.398684

　　linux環境下，主頻為2.67GHz，單位為秒

1 Use Time:12 Use Time:0.2900007 Use Time:0.2884768 Use Time:0.297843

      由於time()計時函數的精度比較低，多次運行程式時，將會得到不同的結果，時而為0，時而為1

foo()函數如下：

void foo(){    long i;    for (i=0;i<100000000;i++)    {        long a= 0;        a = a+1;    }}

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