Windows 中 C++ 测量时间的 N 种方法

在开发中经常需要测量时间,比如性能优化时,比较两种方法的耗时。除此之外,获取当前的时间也可以用于初始化随机数生成器。而 C++ 提供了很种方法来获取时间。

# 标准库

# std::time

# 定义

这个函数会返回一个距离 UTC 时间 1970 年 1 月 1 日 0:00 的秒数。

头文件:<ctime>

文档:std::time

std::time_t time( std::time_t* arg );

# 用法

#include <windows.h>

#include <ctime>
#include <iostream>
using namespace std;
int main() {
  time_t res_1 = time(nullptr);

  Sleep(1000);  // do some stuff...

  time_t res_2 = time(nullptr);

  cout << res_1 << endl;
  cout << asctime(localtime(&res_1)) << endl;
  cout << res_2 - res_1 << 's' << endl;
  return 0;
}

/* 输出结果
1585457981
Sun Mar 29 12:59:41 2020

1s
*/

# std::chrono::steady_clock::now

# 定义

返回表示当前时间的时间点。

这个时钟是专门用来计算时间的间隔的。C++ 还提供了一个 system_clock,用于获取系统的时间。

头文件:chrono

文档:std::chrono::stadey_clock

static std::chrono::time_point<std::chrono::steady_clock> now() noexcept; 
// (C++11 起)

# 用法

#include <windows.h>

#include <chrono>
#include <iostream>
using namespace std;
int main() {
  chrono::steady_clock::time_point start = chrono::steady_clock::now();

  Sleep(1000);  // do some stuff...

  chrono::steady_clock::time_point end = chrono::steady_clock::now();

  chrono::duration<double> ans = end - start;

  cout << ans.count() << 's' << endl;
  return 0;
}

/* 输出:
1.01495s
*/

# Windows

# GetTickCount

# 定义

检测自系统启动以来经过的毫秒数,最多为 49.7 天。如果不够用,可以使用 GetTickCount64。

文档:GetTickCount function

DWORD GetTickCount();

# 用法

#include <windows.h>
#include <iostream>
using namespace std;
int main() {
  DWORD start = GetTickCount();

  Sleep(1000);  // do some stuff...

  DWORD end = GetTickCount();

  cout << end - start << "ms" << endl;
  return 0;
}

/*输出:
1016ms
*/

# GetTickCount64

# 定义

检测自系统启动以来经过的毫秒数。

文档:GetTickCount64 function

ULONGLONG GetTickCount64();

# 用法

#include <windows.h>
#include <iomanip>
#include <iostream>
using namespace std;
int main() {
  ULONGLONG start = GetTickCount64();

  Sleep(1000); // do some stuff...

  ULONGLONG end = GetTickCount64();

  cout << end - start << "ms" << endl;
  return 0;
}

/* 输出:
1015ms
*/

# QueryPerformanceCounter

# 定义

检测性能计数器的当前值,该值是一个高分辨率(<1us)时间戳,可用于时间间隔测量。

这个函数是一个「黑科技」,精度非常高,用起来也稍微麻烦一点点。

文档:QueryPerformanceCounter function

# 用法

#include <windows.h>
#include <iostream>
using namespace std;
int main() {
  LARGE_INTEGER freq;
  QueryPerformanceFrequency(&freq);  // 获取性能计数器的频率

  LARGE_INTEGER start;
  QueryPerformanceCounter(&start);

  Sleep(1000); // do some stuff...

  LARGE_INTEGER end;
  QueryPerformanceCounter(&end);

  double misTime =
      (end.QuadPart - start.QuadPart) / (freq.QuadPart / 1000000.0);  // 微秒
  double milTime =
      (end.QuadPart - start.QuadPart) / (freq.QuadPart / 1000.0);  // 毫秒
  double sTime = (end.QuadPart - start.QuadPart) / freq.QuadPart;  // 秒

  cout << misTime << " microseconds" << endl;
  cout << milTime << " milliseconds" << endl;
  cout << sTime << " seconds" << endl;

  return 0;
}

/* 输出:
1.00367e+06 microseconds
1003.67 milliseconds
1 seconds
*/



至此,本文共介绍了五种测量时间段的方法。

作者很菜,如发现什么问题,请在评论区中指出。

谢谢 🙇‍♂️

# Reference

  1. Kurt Guntheroth. Optimized C++: Proven Techniques for Heightened Performance

  2. CppReference

  3. Microsoft Docs