高分辨率计时器

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我是靠谱客的博主秀丽绿草，这篇文章主要介绍高分辨率计时器，现在分享给大家，希望可以做个参考。

原文地址：http://www.songho.ca/misc/timer/timer.html

下载：timer.zip

C标准库提供函数clock()来测量执行时间。它是一个声明在time.h(大多数系统兼容)中的系统独立函数，但是它不能给出精确的结果，甚至毫秒级精度都不可以。
为了测试clock()的精度，请在你的机器上执行下方的代码。代码输出告诉我们函数clock()可以检测到的最小时钟差别。我在我的系统上得到15ms的精度。

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#include <iostream>
#include <ctime>
using namespace std;

int main()
{
    clock_t t1, t2;
    t1 = t2 = clock();

    // loop until t2 gets a different value
    while(t1 == t2)
        t2 = clock();

    // print resolution of clock()
    cout << (double)(t2 - t1) / CLOCKS_PER_SEC * 1000 << " ms.n";

    return 0;
}

因此我们需要一个高精度的计时器至少在1ms的精度上测量执行时间。好消息是有这样的高精度定时器函数，坏消息是他们是系统相关的。换句话说，你必须在在不同的系统上编写不同的代码。windows 提供函数QueryPerformanceCounter()，而Unix、Linux和Mac OS X系统有函数gettimeofday()，它声明在sys/time.h中。两个函数可以测量至少微妙级的差别。

Windows
Windows API提供了一组极精确的计时器函数，QueryPerformanceCounter()和QueryPerformanceFrequency()。QueryPerformanceCounter()被用于得到当前的时间片。
QueryPerformanceFrequency()被用于得到每秒的时间片数量，这样可以将时间片转化成精确的时间。
这里是QueryPerformanceCounter()测量执行时间的用法。

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#include <iostream>
#include <windows.h>                // for Windows APIs
using namespace std;

int main()
{
    LARGE_INTEGER frequency;        // ticks per second
    LARGE_INTEGER t1, t2;           // ticks
    double elapsedTime;

    // get ticks per second
    QueryPerformanceFrequency(&frequency);

    // start timer
    QueryPerformanceCounter(&t1);

    // do something
    ...

    // stop timer
    QueryPerformanceCounter(&t2);

    // compute and print the elapsed time in millisec
    elapsedTime = (t2.QuadPart - t1.QuadPart) * 1000.0 / frequency.QuadPart;
    cout << elapsedTime << " ms.n";

    return 0;
}

Unix,linux 和 Mac
gettimeofday() 可以被用于基于Unix或者Linux类的系统。这个函数被声明在“sys/time.h”中。因此你必须在使用gettimeofday()之前包含这个头文件。它也给出微妙级的测量。这里是一个代码片段。

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#include <iostream>
#include <sys/time.h>                // for gettimeofday()
using namespace std;

int main()
{
    timeval t1, t2;
    double elapsedTime;

    // start timer
    gettimeofday(&t1, NULL);

    // do something
    ...

    // stop timer
    gettimeofday(&t2, NULL);

    // compute and print the elapsed time in millisec
    elapsedTime = (t2.tv_sec - t1.tv_sec) * 1000.0;      // sec to ms
    elapsedTime += (t2.tv_usec - t1.tv_usec) / 1000.0;   // us to ms
    cout << elapsedTime << " ms.n";

    return 0;
}

C++ Timer Class
这个计时器类将QueryPerformanceCounter()和gettimeofday()合并起来。因此它可以被使用在Unix/Linux/Mac和Windows系统中。它提供了一个简单的接口很容易地得到执行时间。
源代码可以再这里得到： timer.zip
下面的代码给出了基本的用法。

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#include <iostream>
#include "Timer.h"
using namespace std;

int main()
{
    Timer timer;

    // start timer
    timer.start();

    // do something
    ...

    // stop timer
    timer.stop();

    // print the elapsed time in millisec
    cout << timer.getElapsedTimeInMilliSec() << " ms.n";

    return 0;
}