C和C++中的計時器
在我們調試代碼的時候，很多時候需要用代碼的運行時間來衡量代碼的效率，看了網上已經有了很多關於計時的文章，自己學習的時候再進行一些整理吧。
1. time()函數
在頭文件time.h中，time()獲取當前的系統時間，只能精確到秒，返回的結果是一個time_t類型，其使用方法如下：
#include <time.h> #include <stdio.h> int main() { time_t first, second; first=time(NULL); delay(2000); second=time(NULL); printf("The difference is: %f seconds",difftime(second,first)); //調用difftime求出時間差 return 0; }
2. clock()函數
在頭文件time.h中，clock()函數返回從“開啟這個程序進程”到“程序中調用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，精確到毫秒，其使用方法如下:
#include<time.h> #include<stdio.h> int main() { 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)); }
3.timeGetTime()函數（Windows API）
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。在使用timeGetTime之前應先包含頭文件＃include <Mmsystem.h>或＃include <Windows.h>並在project->settings->link->Object/library modules中添加winmm.lib。也可以在文件頭部添加 #pragma comment( lib,"winmm.lib" )。
備註：命令行：#pragma comment( lib,"xxx.lib" )時預編譯處理指令，讓vc將winmm.lib添加到工程中去進行編譯。
#include<stdio.h> #include<windows.h> #pragma comment( lib,"winmm.lib" ) int main() { DWORD t1, t2; t1 = timeGetTime(); foo();//do something t2 = timeGetTime(); printf("Use Time:%f\n", (t2 - t1)*1.0 / 1000); return 0; }
該函數的時間精度是五毫秒或更大一些，這取決於機器的性能。可用timeBeginPeriod和timeEndPeriod函數提高timeGetTime函數的精度。如果使用了，連續調用timeGetTime函數，一系列返回值的差異由timeBeginPeriod和timeEndPeriod決定。也可以用timeGetTime實現延時功能Delay
void Delay(DWORD delayTime) { DWORD delayTimeBegin; DWORD delayTimeEnd; delayTimeBegin=timeGetTime(); do {
delayTimeEnd=timeGetTime();
}while((delayTimeEnd-delayTimeBegin)<delayTime) }
4.QueryPerformanceCounter()函數和QueryPerformanceFrequency()函數（Windows API）
QueryPerformanceFrequency()函數返回高精確度性能計數器的值,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。
#include<stdio.h> #include<windows.h> #pragma comment( lib,"winmm.lib" ) int main() { LARGE_INTEGER t1, t2, tc; QueryPerformanceFrequency(&tc); QueryPerformanceCounter(&t1); foo();//do something QueryPerformanceCounter(&t2); printf("Use Time:%f\n", (t2.QuadPart - t1.QuadPart)*1.0 / tc.QuadPart); return 0; }
5.GetTickCount()函數(Windows API)
GetTickCount返回（retrieve）從操作系統啟動所經過（elapsed）的毫秒數，它的返回值是DWORD。
#include<stdio.h> #include<windows.h> #pragma comment( lib,"winmm.lib" ) int main() { DWORD t1, t2; t1 = GetTickCount(); foo;//do something t2 = GetTickCount(); printf("Use Time:%f\n", (t2 - t1)*1.0 / 1000); return 0; }
6.RDTSC指令(Windows)
在Intel Pentium以上級別的CPU中，有一個稱為“時間戳（Time Stamp）”的部件，它以64位無符號整型數的格式，記錄了自CPU上電以來所經過的時鐘周期數。由於目前的CPU主頻都非常高，因此這個部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）來讀取這個時間戳的數字，並將其保存在EDX:EAX寄存器對中。由於EDX:EAX寄存器對恰好是Win32平臺下C++語言保存函數返回值的寄存器，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++的內嵌匯編器直接支持，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 }
獲取CPU頻率參考：http://blog.csdn.net/kofandlizi/article/details/6253801
7.gettimeofday() （Linux）
//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 test() { 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); }
8.RDTSC指令計時（Linux）
#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); } #endif void 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 }
9.GetSystemTime / GetLocalTime(Windows)
Windows SDK 中有兩個精確到毫秒的獲取當前時間的函數：
GetSystemTime：獲取 UTC 時間。
GetLocalTime：獲取當地時間。
這兩個函數的返回都是：SYSTEMTIME ，結構體占用了 16 個字節，它的定義如下：
typedef struct _SYSTEMTIME { WORD wYear; WORD wMonth; WORD wDayOfWeek; WORD wDay; WORD wHour; WORD wMinute; WORD wSecond; WORD wMilliseconds; } SYSTEMTIME, *PSYSTEMTIME;
// GetSystemTime.cpp : Defines the entry point for the console application. #include "stdafx.h" #include <Windows.h> int _tmain(void) { SYSTEMTIME utc_time = { 0 }; SYSTEMTIME local_time = { 0 }; GetSystemTime(&utc_time); GetLocalTime(&local_time); _tprintf(_T("The UTC time is \t: %02d:%02d:%02d.%03d\n"), utc_time.wHour, utc_time.wMinute, utc_time.wSecond, utc_time.wMilliseconds); _tprintf(_T("The local time is\t: %02d:%02d:%02d.%03d\n"), local_time.wHour, local_time.wMinute, local_time.wSecond, local_time.wMilliseconds); return 0; }
10.GetSystemTimeAsFileTime
究竟能不能達到 100 納秒的精確度呢？在 Windows SDK 中有一個結構體：FILETIME，它可以記錄精度達到 100ns 的時間。用哪個函數得到這個值呢？可以用 GetSystemTimeAsFileTime。但是，不要高興得太早，雖
然 FILETIME 能夠達到如此高的精度，但是這個函數我連試都懶得試。為什麽呢？因為 Windows 系統並不是一個實時操作系統（Windows Embedded Compact 2013 是一個實時系統），其時鐘精度一般認為是 15 ~ 16 毫秒。
Windows Sysinternals 給我們提供了一個查看你使用的 Windows 系統的時鐘分辨率的小工具：ClockRes v2.0。把它下載下來在控制臺中執行，結果如下：
看到了吧。死心了吧。所以說，用 GetSystemTime / GetLocalTime 就已經很好了。如果要獲得真正毫秒級甚至更高精度的當前系統時間，必須跟 CPU 打交道，別無它法。先貼出代碼吧：
#ifdef _WIN32 #include <windows.h> #else #include <time.h> #endif // _WIND32 // 定義64位整形 #if defined(_WIN32) && !defined(CYGWIN) typedef __int64 int64_t; #else typedef long long int64t; #endif // _WIN32 // 獲取系統的當前時間，單位微秒(us) int64_t GetSysTimeMicros() { #ifdef _WIN32 // 從1601年1月1日0:0:0:000到1970年1月1日0:0:0:000的時間(單位100ns) #define EPOCHFILETIME (116444736000000000UL) FILETIME ft; LARGE_INTEGER li; int64_t tt = 0; GetSystemTimeAsFileTime(&ft); li.LowPart = ft.dwLowDateTime; li.HighPart = ft.dwHighDateTime; // 從1970年1月1日0:0:0:000到現在的微秒數(UTC時間) tt = (li.QuadPart - EPOCHFILETIME) /10; return tt; #else timeval tv; gettimeofday(&tv, 0); return (int64_t)tv.tv_sec * 1000000 + (int64_t)tv.tv_usec; #endif // _WIN32 return 0; }
參考資料：http://blog.csdn.net/luoweifu/article/details/51325432
http://blog.csdn.net/yapingxin/article/details/49466223
http://www.cnblogs.com/leven20061001/archive/2012/11/08/2760126.html
C和C++中的計時器