使用 C 語言中的 gettimeofday 函式
Jinku Hu
2023年10月12日
本文將介紹在 C 語言中使用 gettimeofday 函式計算程式碼塊中經過的時間的幾種方法。
在 C 語言中使用 gettimeofday 函式計算程式碼塊中的經過時間
gettimeofday 函式是一個符合 POSIX 標準的函式，它可以檢索當前時間，精度達到微秒。該函式需要兩個引數，一個是 struct timeval 型別，另一個是 struct timezone 型別。雖然，timezone 結構已經貶值，應該傳遞 NULL 值來代替它。另一方面，timeval 結構包含兩個成員，tv_sec 和 tv_usec，表示自紀元以來經過的秒數和微秒數。下面的示例程式碼演示了我們如何測量單個函式的執行時間-loopFunc。
一般情況下，我們需要在任何應該測量的程式碼塊周圍加上兩次 gettimeofday 的呼叫，一次在程式碼塊之前，另一次在程式碼塊之後。一旦第二次呼叫 gettimeofday 成功返回，我們就可以使用自定義的函式-time_diff 來計算時間差。它從兩個 timeval 結構中取值，並將其差值轉換為秒。
#include <stdio.h>
#include <stdlib.h>
#include <sys/time.h>
#include <time.h>
#define NUM 1000000
#define NUM2 10000000
float time_diff(struct timeval *start, struct timeval *end) {
return (end->tv_sec - start->tv_sec) + 1e-6 * (end->tv_usec - start->tv_usec);
}
void loopFunc(size_t num) {
int tmp = 0;
for (int i = 0; i < num; ++i) {
tmp += 1;
}
}
int main() {
struct timeval start;
struct timeval end;
gettimeofday(&start, NULL);
loopFunc(NUM);
gettimeofday(&end, NULL);
printf("loopFunc(%d) time spent: %0.8f sec\n", NUM, time_diff(&start, &end));
gettimeofday(&start, NULL);
loopFunc(NUM2);
gettimeofday(&end, NULL);
printf("loopFunc(%d) time spent: %0.8f sec\n", NUM2, time_diff(&start, &end));
exit(EXIT_SUCCESS);
}
輸出：
loopFunc(1000000) time spent: 0.00221000 sec
loopFunc(10000000) time spent: 0.02184500 sec
使用 clock_gettime 函式來計算 C 語言程式碼塊中的經過時間
另外，由於 gettimeofday 已經被標記為過時了很長一段時間，建議使用 clock_gettime 函式來代替。後一個函式可以從不同的時鐘中檢索時序資料，第一個引數是指定的。常見的時鐘型別是全系統的時鐘，測量的是所謂的掛鐘時間，它由 CLOCK_REALTIME 巨集來標識。時鐘值儲存在 timespec 結構中，它由兩個成員組成，分別代表從 Epoch 傳遞的秒數和納秒數。需要注意的是，呼叫者事先宣告瞭 timespec 物件，它的地址被傳遞給 clock_gettime 函式。
#include <stdio.h>
#include <stdlib.h>
#include <sys/time.h>
#include <time.h>
#define NUM 1000000
#define NUM2 10000000
float time_diff2(struct timespec *start, struct timespec *end) {
return (end->tv_sec - start->tv_sec) + 1e-9 * (end->tv_nsec - start->tv_nsec);
}
void loopFunc(size_t num) {
int tmp = 0;
for (int i = 0; i < num; ++i) {
tmp += 1;
}
}
int main() {
struct timespec start2;
struct timespec end2;
clock_gettime(CLOCK_REALTIME, &start2);
loopFunc(NUM);
clock_gettime(CLOCK_REALTIME, &end2);
printf("loopFunc(%d) time spent: %0.8f sec\n", NUM,
time_diff2(&start2, &end2));
clock_gettime(CLOCK_REALTIME, &start2);
loopFunc(NUM2);
clock_gettime(CLOCK_REALTIME, &end2);
printf("loopFunc(%d) time spent: %0.8f sec\n", NUM2,
time_diff2(&start2, &end2));
exit(EXIT_SUCCESS);
}
輸出：
loopFunc(1000000) time spent: 0.00221000 sec
loopFunc(10000000) time spent: 0.02184500 sec
作者： Jinku Hu
