C++11 中chrono庫 實現高精度定時
一種“傳統”ctime計時方法：
#include <ctime>
using namespace std;
clock_t start = clock();
// do something...
clock_t end = clock();
cout << "using" << (double)(end - start) / CLOCKS_PER_SEC << "s" << endl;C++ 11 中的chrono庫:
#include <chrono> using namespace std; using namespace chrono; auto start = system_clock::now(); // do something... auto end = system_clock::now(); auto duration = duration_cast<microseconds>(end - start); cout << "using" << double(duration.count()) * microseconds::period::num / microseconds::period::den << "s" << endl;
chrono：
chrono庫主要包含了三種類型：時間間隔Duration、時鐘Clocks和時間點Time point。
Duration：
duration表示一段時間間隔，用來記錄時間長度，可以表示幾秒鐘、幾分鐘或者幾個小時的時間間隔，duration的原型是：
template<class Rep, class Period = std::ratio<1>> class duration;
第一個模板引數Rep是一個數值型別，表示時鐘個數；第二個模板引數是一個預設模板引數std::ratio，它的原型是：
template<std::intmax_t Num, std::intmax_t Denom = 1> class ratio;
它表示每個時鐘週期的秒數，其中第一個模板引數Num代表分子，Denom代表分母，分母預設為1，ratio代表的是一個分子除以分母的分數值，比如ratio<2>代表一個時鐘週期是兩秒，ratio<60>代表了一分鐘，ratio<60*60>代表一個小時，ratio<60*60*24>代表一天。而ratio<1, 1000>代表的則是1/1000秒即一毫秒，ratio<1, 1000000>代表一微秒，ratio<1, 1000000000>代表一納秒。標準庫為了方便使用，就定義了一些常用的時間間隔，如時、分、秒、毫秒、微秒和納秒，在chrono名稱空間下，它們的定義如下:
typedef duration <Rep, ratio<3600,1>> hours;
typedef duration <Rep, ratio<60,1>> minutes;
typedef duration <Rep, ratio<1,1>> seconds;
typedef duration <Rep, ratio<1,1000>> milliseconds;
typedef duration <Rep, ratio<1,1000000>> microseconds;
typedef duration <Rep, ratio<1,1000000000>> nanoseconds; 通過定義這些常用的時間間隔型別，我們能方便的使用它們，比如執行緒的休眠：
std::this_thread::sleep_for(std::chrono::seconds(3)); //休眠三秒
std::this_thread::sleep_for(std::chrono:: milliseconds (100)); //休眠100毫秒Time point：
time_point表示一個時間點，用來獲取1970.1.1以來的秒數和當前的時間, 可以做一些時間的比較和算術運算，可以和ctime庫結合起來顯示時間。time_point必須要clock來計時，time_point有一個函式time_from_eproch()用來獲得1970年1月1日到time_point時間經過的duration。下面的例子計算當前時間距離1970年1月一日有多少天：
#include <ratio>
#include <chrono>
int main ()
{
using namespace std::chrono;
typedef duration<int,std::ratio<60*60*24>> days_type;
time_point<system_clock,days_type> today = time_point_cast<days_type>(system_clock::now());
std::cout << today.time_since_epoch().count() << " days since epoch" << std::endl;
return 0;
}Clocks：
表示當前的系統時鐘，內部有time_point, duration, Rep, Period等資訊，它主要用來獲取當前時間，以及實現time_t和time_point的相互轉換。Clocks包含三種時鐘：
system_clock：從系統獲取的時鐘；
steady_clock：不能被修改的時鐘；
high_resolution_clock：高精度時鐘，實際上是system_clock或者steady_clock的別名。
可以通過now()來獲取當前時間點:
#include <iostream>
#include <chrono>
int main()
{
std::chrono::steady_clock::time_point t1 = std::chrono::system_clock::now();
std::cout << "Hello World\n";
std::chrono::steady_clock::time_point t2 = std::chrono:: system_clock::now();
std::cout << (t2-t1).count()<<” tick count”<<endl;
}通過時鐘獲取兩個時間點之相差多少個時鐘週期，我們可以通過duration_cast將其轉換為其它時鐘週期的duration：
cout << std::chrono::duration_cast<std::chrono::microseconds>( t2-t1 ).count() <<” microseconds”<< endl;
system_clock的to_time_t方法可以將一個time_point轉換為ctime，而from_time_t方法則是相反的，它將ctime轉換為time_point：
std::time_t now_c = std::chrono::system_clock::to_time_t(time_point);
可以利用high_resolution_clock來實現一個類似於boost.timer的定時器，這樣的timer在測試效能時會經常用到，經常用它來測試函式耗時，可實現毫秒微秒級定時，它的基本用法是這樣的：
#include<chrono>
usingnamespace std;
usingnamespace std::chrono;
classTimer
{
public:
Timer() : m_begin(high_resolution_clock::now()) {}
void reset() { m_begin = high_resolution_clock::now(); }
//預設輸出毫秒
int64_t elapsed() const
{
return duration_cast<chrono::milliseconds>(high_resolution_clock::now() - m_begin).count();
}
//微秒
int64_t elapsed_micro() const
{
return duration_cast<chrono::microseconds>(high_resolution_clock::now() - m_begin).count();
}
//納秒
int64_t elapsed_nano() const
{
return duration_cast<chrono::nanoseconds>(high_resolution_clock::now() - m_begin).count();
}
//秒
int64_t elapsed_seconds() const
{
return duration_cast<chrono::seconds>(high_resolution_clock::now() - m_begin).count();
}
//分
int64_t elapsed_minutes() const
{
return duration_cast<chrono::minutes>(high_resolution_clock::now() - m_begin).count();
}
//時
int64_t elapsed_hours() const
{
return duration_cast<chrono::hours>(high_resolution_clock::now() - m_begin).count();
}
private:
time_point<high_resolution_clock> m_begin;
};測試程式碼：
void fun()
{
cout<<”hello word”<<endl;
}
int main()
{
timer t; //開始計時
fun()
cout<<t.elapsed()<<endl; //列印fun函式耗時多少毫秒
cout<<t.elapsed_micro ()<<endl; //列印微秒
cout<<t.elapsed_nano ()<<endl; //列印納秒
cout<<t.elapsed_seconds()<<endl; //列印秒
cout<<t.elapsed_minutes()<<endl; //列印分鐘
cout<<t.elapsed_hours()<<endl; //列印小時
}下面介紹duration中一些重要的成員函式：
template<class _Rep2,
class = typename enable_if<is_convertible<_Rep2, _Rep>::value
&& (treat_as_floating_point<_Rep>::value
|| !treat_as_floating_point<_Rep2>::value),
void>::type>
constexpr explicit duration(const _Rep2& _Val)
: _MyRep(static_cast<_Rep>(_Val))
{ // construct from representation
}使用另一個數值型別的值來構造。它是使用static_cast()來進行轉換的。要求1：_Rep2必須能夠隱式轉換為_Rep:。要求2：_Rep為浮點型或者_Rep2不是浮點型。否則編譯失敗。
template<class _Rep2,
class _Period2,
class = typename enable_if<treat_as_floating_point<_Rep>::value
|| (_Ratio_divide_sfinae<_Period2, _Period>::den == 1
&& !treat_as_floating_point<_Rep2>::value),
void>::type>
constexpr duration(const duration<_Rep2, _Period2>& _Dur)
: _MyRep(chrono::duration_cast<_Myt>(_Dur).count())
{ // construct from a duration
}
使用另一個chrono物件來構造，內部通過duration_cast()來轉換。以下2種情況可以通過編譯：
1._Rep是一種浮點型。
2._Rep和_Rep都是一種整型，此時要求ratio_divide<_Period2, _Period>::type::den必須為1。意思就是_Period2是_Period的整數倍。
這樣規定的目的是為了避免精度損失，以及避免從小單位向大單位轉換。如果不使用這個建構函式，而直接使用duration_cast()函式，則直接繞過了這些檢查，可能會導致精度丟失或資料截斷。
constexpr _Rep count() const
{ // get stored rep
return (_MyRep);
}
得到當前物件儲存的_Period的個數。
template<class _Rep1,
class _Period1,
class _Rep2,
class _Period2> inline
constexpr bool operator==(
const duration<_Rep1, _Period1>& _Left,
const duration<_Rep2, _Period2>& _Right)
{ // test if duration == duration
typedef typename common_type<
duration<_Rep1, _Period1>,
duration<_Rep2, _Period2> >::type _CT;
return (_CT(_Left).count() == _CT(_Right).count());
}
比較兩個duration物件是否想等，由原始碼得知，比較前先將兩個物件轉換為通用型別，然後再比較。
例如：duration<int,std::ratio<2,3> >和duration<int,std::ratio<3,7> >都轉換為duration<int,std::ratio<1,21> >。
還有min()、max()、zero()函式，分別代表最小、最大、0值，返回的都是自身型別。
剩下的就是一些算術運算和關係運算函式。
參考連結:
https://blog.csdn.net/u013390476/article/details/50209603
https://en.cppreference.com/w/cpp/chrono/duration