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C++中的clock函数使用方法详解
2023-07-14 09:46:51 深夜i     --     --
C++ Clock函数 使用方法 详解

C++中的clock函数被广泛应用于计算程序的运行时间。它能够返回程序执行的CPU时间,单位为时钟周期。本篇文章将详细介绍如何使用C++中的clock函数进行程序计时。

一、C++中的clock函数概述

C++中的clock函数包含在头文件 中,它有一个返回值,代表程序运行的CPU时间(单位为时钟周期),返回值类型为clock_t。函数原型如下:


#include <ctime>

clock_t clock();

二、clock函数的用法

1. 返回程序运行时间

我们可以在程序执行时通过调用clock函数来获取程序运行的CPU时间,即从程序开始执行的时候起到当前时刻程序所消耗的CPU时间(单位为时钟周期)。下面是一个简单的示例程序:


#include <iostream>

#include <ctime>

using namespace std;

int main()

{

  clock_t start, end;

  double cpu_time_used;

  start = clock();

  // 在这里写你要测试的程序片段

  end = clock();

  cpu_time_used = ((double) (end - start)) / CLOCKS_PER_SEC;

  cout << "程序运行时间:" << cpu_time_used << "秒" << endl;

  return 0;

}

在这个示例程序中,我们首先定义了三个变量:start、end和cpu_time_used。其中,start变量代表程序开始执行时的CPU时间;end变量代表程序执行结束时的CPU时间;cpu_time_used 变量代表程序的实际运行时间。

在程序运行过程中,我们在要计时的程序片段之前调用start = clock()函数获取程序开始执行时的CPU时间,然后在程序片段结束的地方调用end = clock()函数获取程序执行结束的CPU时间。接下来,用end - start计算出程序实际运行的CPU时间,最后用cpu_time_used = ((double) (end - start)) / CLOCKS_PER_SEC来计算出程序实际运行的时间(单位为秒)。

2. 获取程序每秒运行次数

我们可以通过计算程序每秒运行的次数来衡量程序执行效率,这可以使用以下公式进行计算:


程序每秒运行次数 = CLOCKS_PER_SEC / (end - start)

下面是一个示例程序:


#include <iostream>

#include <ctime>

using namespace std;

int main()

{

  clock_t start, end;

  double cpu_time_used;

  double run_times_per_sec;

  start = clock();

  // 在这里写你要测试的程序片段

  end = clock();

  cpu_time_used = ((double) (end - start)) / CLOCKS_PER_SEC;

  run_times_per_sec = CLOCKS_PER_SEC / (double)(end - start);

  cout << "程序每秒运行次数:" << run_times_per_sec << "次/秒" << endl;

  return 0;

}

在这个示例程序中,我们定义了一个新的变量run_times_per_sec,用于存储程序每秒运行的次数。计算公式为:run_times_per_sec = CLOCKS_PER_SEC / (double)(end - start)。

三、注意事项

在实际编程过程中,我们应该注意以下几点:

1. CPU时间和实际时间的区别

clock函数返回的是CPU时间,单位为时钟周期。与之相对,实际时间是指从程序开始执行到结束的实际时间。在实际应用中,CPU时间并不总是等于实际时间,因为一些其它因素(比如硬件性能)可能会影响程序的执行速度。

2. 避免计算溢出

由于clock函数返回的数值通常比较大,因此在计算程序执行时间时,我们应该使用double类型或者long long类型,以防止计算溢出。

3. 在多线程程序中使用

在多线程程序中,clock函数只能计算当前线程所占用的CPU时间,而不能计算整个程序的消耗CPU时间。因此,在多线程程序中,应该使用其它方式来计算程序的执行时间(比如使用系统的时间函数)。

  
  

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