C语言中测试程序运行时间

有4种方法可以达成测算程序运行时间的目的。

它们分别是使用clock, times, gettimeofday, getrusage来实现的。

下面就来逐一介绍，并比较它们的优劣点。

系统测试环境：

VirtualBox (Ubuntu 9.10)

gcc version 4.4.1

libc6 2.10.1-0ubuntu16

Core Duo T2500 2GMHz

例程如下：

只要修改第11行的定义值，就可以使用不同的测量方法了。

#include <sys/time.h>

#include <sys/resource.h>

#include <unistd.h>

#include <stdio.h>

#include <time.h>

#define TEST_BY_CLOCK (char)(0x00)

#define TEST_BY_TIMES (char)(0x01)

#define TEST_BY_GETTIMEOFDAY(char)(0x02)

#define TEST_BY_GETRUSAGE (char)(0x03)

#define TEST_METHOD (TEST_BY_GETTIMEOFDAY)

#define COORDINATION_X (int)(1024)

#define COORDINATION_Y (int)(1024)

static int g_Matrix[COORDINATION_X][COORDINATION_Y]

double getTimeval()

{

struct rusage stRusage

struct timeval stTimeval

if (TEST_METHOD == TEST_BY_GETTIMEOFDAY)

{

gettimeofday(&stTimeval, NULL)

}

else if (TEST_METHOD == TEST_BY_GETRUSAGE)

{

getrusage(RUSAGE_SELF, &stRusage)

stTimeval = stRusage.ru_utime

}

return stTimeval.tv_sec + (double)stTimeval.tv_usec*1E-6

}

int main()

{

int i, j

int n = 0

clock_t clockT1, clockT2

double doubleT1, doubleT2

if (TEST_METHOD == TEST_BY_CLOCK)

{

clockT1 = clock()

}

else if (TEST_METHOD == TEST_BY_TIMES)

{

times(&clockT1)

}

else if (TEST_METHOD == TEST_BY_GETTIMEOFDAY)

{

doubleT1 = getTimeval()

}

else if (TEST_METHOD == TEST_BY_GETRUSAGE)

{

doubleT1 = getTimeval()

}

for (i = 0i <COORDINATION_Xi++)

{

for (j = 0j <COORDINATION_Yj++)

{

g_Matrix[i][j] = i * j

}

}

if (TEST_METHOD == TEST_BY_CLOCK)

{

clockT2 = clock()

printf("Time result tested by clock = %10.30f\n",(double)(clockT2 - clockT1)/CLOCKS_PER_SEC)

}

else if (TEST_METHOD == TEST_BY_TIMES)

{

times(&clockT2)

printf("Time result tested by times = %10.30f\n", (double)(clockT2 - clockT1)/sysconf(_SC_CLK_TCK))

}

else if (TEST_METHOD == TEST_BY_GETTIMEOFDAY)

{

doubleT2 = getTimeval()

printf("Time result tested by gettimeofday = %10.30f\n",(double)(doubleT2 - doubleT1))

}

else if (TEST_METHOD == TEST_BY_GETRUSAGE)

{

doubleT2 = getTimeval()

printf("Time result tested by getrusage = %10.70f\n", (double)(doubleT2 - doubleT1))

}

return 0

}

1. 使用clock的方法：

clock是ANSI C的标准库函数，关于这个函数需要说明几点。

首先，它返回的是CPU耗费在本程序上的时间。也就是说，途中sleep的话，由于CPU资源被释放，那段时间将不被计算在内。

其次，得到的返回值其实就是耗费在本程序上的CPU时间片的数量，也就是Clock Tick的值。该值必须除以CLOCKS_PER_SEC这个宏值，才

能最后得到ss.mmnn格式的运行时间。在POSIX兼容系统中，CLOCKS_PER_SEC的值为1,000,000的，也就是

1MHz。

最后，使用这个函数能达到的精度大约为10ms。

2. 使用times的方法：

times的用法基本和clock类似，同样是取得CPU时间片的数量，所不同的是要除以的时间单位值为sysconf(_SC_CLK_TCK)。

3. 使用gettimeofday的方法：

用gettimeofday直接提取硬件时钟进行运算，得到的结果的精度相比前两种方法提高了很多。

但是也正由于它提取硬件时钟的原因，这个方法只能计算程序开始时间和结束时间的差值。而此时系统中如果在运行其他的后台程序，可能会影响到最终结果的值。如果后台繁忙，系统dispatch过多的话，并不能完全真实反映被测量函数的运行时间。

4. 使用getrusage的方法:

getrusage得到的是程序对系统资源的占用信息。只要指定了RUSAGE_SELF，就可以得到程序本身运行所占用的系统时间。

#include <stdio.h>

#include <time.h>

int main( )

{

long start,end

start = clock()

//测试的程序段

end = clock()

printf("%ld\n",start-end)//单位：毫秒

return 0

}

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