Программирование. Принципы и практика использования C++ Исправленное издание

Как понять, достаточно ли быстро работает фрагмент кода? Как узнать, насколько быстро работает данная операция? Во многих ситуациях, связанных с измерением времени, можете просто посмотреть на часы (секундомер, стенные или наручные часы). Это не научно и не точно, но, если не произойдет чего-то непредвиденного, вы можете прийти к выводу, что программа работает достаточно быстро. Тем не менее этот подход неприемлем для тех, кого беспокоят вопросы производительности программ.

  Если вам необходимо измерять более мелкие интервалы времени или вы не хотите сидеть с секундомером, вам следует научиться использовать возможности компьютера, так как он знает, как измерить время. Например, в системе Unix достаточно просто поставить перед командой слово time, чтобы система вывела продолжительность ее выполнения. Можете также использовать команду time, чтобы выяснить, сколько времени заняла компиляция исходного файла x.cpp. Обычно компиляция выполняется по команде

g++ x.cpp

Для того чтобы измерить продолжительность компиляции, поставьте перед ней слово time.

time g++ x.cpp

Система откомпилирует файл x.cpp и выведет на экран затраченное время. Это простой и эффективный способ измерения продолжительности работы небольших программ. Не забудьте выполнить измерения несколько раз, потому что на продолжительность выполнения программы могут влиять другие действия, выполняемые на вашем компьютере. Если вы получите примерно три одинаковых ответа, то можете им доверять.

  А что, если вы хотите измерить интервал времени, длящийся всего несколько миллисекунд? Что, если вы хотите выполнить свои собственные, более подробные измерения, связанные с работой части вашей программы? Продемонстрируем использование функции clock из стандартной библиотеки, позволяющей измерить продолжительность выполнения функции do_something.

#include

#include

using namespace std;

int main

{

  int n = 10000000;        // повторяем do_something n раз

  clock_t t1 = clock;    // начало отсчета

  if (t1 == clock_t(–1)) { // clock_t(–1) значит "clock

                           // не работает"

    cerr << "Извините, таймер не работает \n";

    exit(1);

  }

  for (int i = 0; i

  clock_t t2 = clock; // конец отсчета

  if (t2 == clock_t(–1)) {

    cerr << "Извините, таймер переполнен \n";

    exit(2);

  }

  cout << "do_something " << n << " раз занимает "

       << double(t2–t1)/CLOCKS_PER_SEC << " сек "

       << " (точность измерений: "

       << CLOCKS_PER_SEC << " сек)\n";

}

Функция clock возвращает результат типа clock_t. Явное преобразование double(t2–t1) перед делением необходимо, поскольку тип clock_t может быть целым число. Точный момент запуска функции clock зависит от реализации; функция clock предназначена для измерения интервалов времени в пределах одного сеанса выполнения программы. При значениях t1 и t2, возвращаемых функцией clock, число double(t2–t1)/CLOCKS_PER_SEC является наилучшим приближением времени, прошедшего между двумя вызовами функции clock и измеренного в секундах. Макрос CLOCKS_PER_SEC (тактов в секунду) описан в заголовке .

Если функция clock для процессора не предусмотрена или временной интервал слишком длинный, функция clock возвращает значение clock_t(–1). Функция clock предназначена для измерения временных интервалов, длящихся от доли секунды до нескольких секунд. Например, если (что бывает довольно часто) тип clock_t представляет собой 32-битовый тип int со знаком и параметр CLOCKS_PER_SEC равен 1000000, мы можем использовать функцию clock для измерения интервалов времени продолжительностью от 0 до 2000 секунд (около половины часа), выраженных в микросекундах.

  Напоминаем: нельзя доверять любым измерениям времени, которые нельзя повторить, получив примерно одинаковые результаты. Что значит “примерно одинаковые результаты”? Примерно 10%. Как мы уже говорили, современные компьютеры являются быстрыми: они выполняют миллиард инструкций в секунду. Это значит, что вы не можете измерить продолжительность ни одной операции, если она не повторяется десятки тысяч раз или если программа не работает действительно очень медленно, например, записывая данные на диск или обращаясь в веб. В последнем случае вы должны повторить действие несколько сотен раз, но медленная работа программы должна вас насторожить.

26.7. Ссылки