度量一个程序的执行时间通常有哪几种方法,计量时间的方法

　　GetTickCount()和GetCurrentTime()都只精确到55ms(1个tick就是55ms)。要精确到毫秒，应该使用timeGetTime函数或QueryPerformanceCounter函数。具体例子请参考QA 001022《VC中VC使用高精度定时器》，QA001813《如何在Windows中实现精确定时》，QA 004842《time gettime函数延时不准确》。

　　GetTickCount本身不够精确，无法实现真正的毫秒级功能。

　　虽然GetTickCount返回值的单位是1ms，但实际上它的精度只有10ms左右。(我上网搜了GetTickCount()函数。有两个精度，一个是55ms，一个是10 ms左右，哪个准确？我不知道)

　　如果想提高精度，可以使用QueryPerformanceCounter和QueryPerformanceFrequency。并非每个系统都支持这两个功能。对于支持它们的系统，可以获得小于1ms的精度。Windows中有一个精度非常高的定时器，精度在微秒级，但是这个定时器的频率在不同的系统中是不一样的，这个频率可能跟硬件和操作系统都有关系。这个定时器的频率可以通过使用API函数QueryPerformanceFrequency获得。API函数QueryPerformanceCounter可用于获取计时器的当前值。根据需要延时的时间和定时器的频率，可以计算出定时器需要延时的周期数。在循环中，QueryPerformanceCounter不断读出定时器值，直到经过了指定的循环数，循环才结束，从而达到高精度延时的目的。

　　按如下方式编写函数：

　　浮动时间()

　　{

　　static _ _ int 64 start=0；

　　静态__int64频率=0；

　　if (start==0)

　　{

　　QueryPerformanceCounter((LARGE _ INTEGER *)start)；

　　QueryPerformanceFrequency((LARGE _ INTEGER *)频率)；

　　返回0.0f

　　}

　　_ _ int 64 counter=0；

　　QueryPerformanceCounter((LARGE _ INTEGER *)计数器)；

　　return (float)(反启动)/double(频率))；

　　}

　　希望这有所帮助，

　　谦信

　　我不知道我在下面论坛看到的转帖的作者名字。

　　对于关注性能的程序开发人员来说，好的计时组件既是好朋友，也是好老师。定时器可以作为一个程序组件，帮助程序员精确控制程序进程，也是一个强大的调试武器。有经验的程序员可以尽快确定程序的性能瓶颈，或者在不同算法之间进行令人信服的性能比较。

　　在Windows平台下，常用的定时器有两种，一种是timeGetTime多媒体定时器，可以提供毫秒级的定时。但是这种精度对于许多应用来说还是太粗糙了。另一个是QueryPerformanceCount计数器，可以提供与不同系统的微秒计数。对于处理实时图形处理，多媒体数据流处理，或者实时系统构造的程序员来说，用好QueryPerformanceCount/QueryPerformanceFrequency是一项基本功。

　　本文介绍了另一种直接利用奔腾CPU内部时间戳的高精度计时方法。以下讨论主要受益于本书《Windows图形编程》，第15-17页。有兴趣的读者可以直接参考这本书。有关RDTSC指令的详细讨论，请参考英特尔产品手册。本文只为抛砖。

　　在Intel Pentium及以上的CPU中，有一个叫做“时间戳”的组件，它以64位无符号整数的格式记录CPU上电以来的时钟周期数。因为现在的CPU频率很高，这个组件可以达到纳秒级的计时精度。这种精度是以上两种方法无法比拟的。

　　在奔腾以上的CPU中，提供了一个机器指令RDTSC(读时间戳计数器)来读取这个时间戳的数目，并将其保存在EDX:EAX寄存器对中。因为EDX:EAX寄存器对恰好是Win32平台上存储C语言中某个函数返回值的寄存器，所以我们可以把这个指令看成一个普通的函数调用。像这样：

　　内联无符号__int64 GetCycleCount()

　　{

　　__asm RDTSC

　　}

　　但是，不行，因为C的嵌入式汇编程序不直接支持RDTSC，所以我们要直接嵌入_emit伪指令的机器码形式0X0F和0X31，如下：

　　内联无符号__int64 GetCycleCount()

　　{

　　__asm _emit0x0F

　　__asm _emit0x31

　　}

　　将来需要计数器时，可以调用GetCycleCount函数两次，就像使用通用的Win32 API一样，比较两个返回值之间的差异，如下所示：

　　无符号长t；

　　t=(无符号长整型)GetCycleCount()；

　　//做一些时间密集的事情.

　　t -=(无符号长整型)GetCycleCount()；

　　055-79000第15页写了一个类来封装这个计数器。有兴趣的读者可以参考那个类的代码。为了使计时更加准确，作者做了一点改进，通过连续两次调用GetCycleCount函数来计算和节省RDTSC指令的执行时间，然后在每次计时后从实际计数中减去这一小段时间，从而得到更加准确的计时数字。但我个人认为这一点点改进意义不大。在我的机器上测量，这条指令需要几十到100多个周期，在赛扬800MHz机器上只有十分之一微秒。对于大多数应用来说，这个时间完全可以忽略不计；然而，这种补偿对于那些精确到纳秒的应用来说太粗糙了。

　　这种方法的优点是：

　　1.精度高。可以直接达到纳秒级的计时精度(1GHz CPU上每个时钟周期为一纳秒)，这是其他计时方式无法企及的。

　　2.成本低。TimeGetTime函数需要链接多媒体库winmm.lib，QueryPerformance*函数需要硬件支持(虽然我还没看到不支持的机器)和内核库支持，所以两者都只能在Windows平台下使用(DOS平台下的高精度计时请参考《Windows图形编程》，里面有控制timer 8253的详细说明)。但RDTSC指令是CPU指令，i386平台上所有奔腾以上机器都支持，甚至不受平台限制(相信这种方法在i386 UNIX和Linux下也适用，但没有条件测试)，函数调用开销极小。

　　3.它与CPU主频有直接对应的速率关系。一次计数相当于1/(CPU主频的Hz数)秒，所以只要知道CPU的主频，就可以直接计算出时间。这与QueryPerformanceCount不同，QueryPerformanceCount需要通过QueryPerformanceFrequency获取当前计数器每秒的计数次数，然后才能转换为时间。

　　这种方法的缺点是：

　　1.现有的C/C编译器大多不直接支持RDTSC指令的使用，直接嵌入机器码编程比较麻烦。

　　2.数据抖动严重。事实上，对于任何测量方法来说，准确性和稳定性永远是一对矛盾。如果用低精度的timeGetTime进行计时，基本上每次计时的结果都是一样的；然而，RDTSC指令的结果每次都不一样，往往有数百甚至数千个缺口。这是这种方法的高精度的内在矛盾。

　　关于这种方法的最大长度，我们可以简单地用下面的公式来计算：

　　CPU通电后的秒数rate读取的周期数/CPU主频(Hz)

　　一个64位无符号整数所能表示的最大数是1.810 ^ 19，在我的赛扬800上可以计时700年左右(书上说在200MHz奔腾上可以计时117年。我不知道这个数字是怎么推导出来的，和我的计算不一样)。无论如何，我们不必在意溢出。

　　下面举几个小例子，简单比较一下三种计时方式的用法和准确度。

　　//Timer1.cpp使用RDTSC指令的Timer类的定义//KTimer类可以在《图形程序开发人员指南》 P15中找到。

　　//编译该行：cltimer1.cpp/linkuser32.lib.

　　#包含stdio.h

　　#包含“KTimer.h”

　　主()

　　{

　　无符号t；

　　KTimer定时器；

　　计时器。start()；

　　睡眠(1000)；

　　t=定时器。stop()；

　　printf(持续时间：%d\n ，t)；

　　}

　　//Timer2.cpp使用timeGetTime函数。

　　//mmsys.h需要包含，但是由于Windows头文件关系复杂

　　//单纯包含windows.h就是懒：)

　　//编译该行：cltimer2.cpp/linkwinmm.lib.

　　#包含windows.h

　　#包含stdio.h

　　主()

　　{

　　双字t1，T2；

　　t1=time gettime()；

　　睡眠(1000)；

　　T2=time gettime()；

　　printf(开始时间：%u\n ，t1)；

　　printf(结束时间：%u\n ，T2)；

　　printf(持续时间：%u\n ，(T2-t1))；

　　}

　　//Timer3.cpp使用QueryPerformanceCounter函数。

　　//编译行：CL timer3.cpp /link KERNEl32.lib

　　#包含windows.h

　　#包含stdio.h

　　主()

　　{

　　LARGE_INTEGER t1，t2，TC；

　　QueryPerformanceFrequency(TC)；

　　printf(频率：%u\n ，tc。quad part)；

　　QueryPerformanceCounter(t1)；

　　睡眠(1000)；

　　QueryPerformanceCounter(T2)；

　　printf(开始时间：%u\n ，t1。quad part)；

　　printf(结束时间：%u\n ，t2。quad part)；

　　printf(持续时间：%u\n ，(t2。四部分- t1。quad part))；

　　//这里要加上这句话来计算时间(秒)。

　　doubledTotalTime=(double)(t2。四部分-t1。四部分)/(双精度)tc。QuadPart//秒

　　Printf(耗时：%f\n ，dTotalTime)；

　　}

　　////////////////////////////////////////////////

　　//以上三个样本程序都是在测试睡眠1秒的时间。

　　文件：//测试/测试环境：赛扬800MHz/256M SDRAM

　　//Windows 2000专业版SP2

　　//微软Visual C 6.0 SP5

　　////////////////////////////////////////////////

　　下面是定时器1使用高精度RDTSC指令的运行结果。

　　持续时间：804586872

　　下面是Timer2的运行结果，使用最粗糙的timeGetTime API。

　　开始时间：20254254

　　结束时间：20255255

　　持续时间：1001

　　下面是使用QueryPerformanceCount API运行Timer3的结果

　　频率：3579545

　　开始时间：3804729124

　　结束时间：3808298836

　　持续时间：3569712

　　网上有一种说法是

　　double dTotalTime=(double)(t2。四部分-t1。四部分)/(双精度)tc。四部分

　　可能有问题。比如现在很多主板都有CPU频率自动调节的功能，主要是为了节能，尤其是笔记本，精度无法保证。我不确定这个说法是否准确，供大家研究。

　　以上主要取自《Windows图形编程》。其实除了上面说的三种方法，还有一种常用的方法没有上面的准确，那就是使用GetTickCount函数。这种方法可以获得毫秒级的时间，具体用法如下：

　　DWORDstartTime=GetTickCount()；

　　//dosomething

　　DWORDtotalTime=GetTickCount()-start time；其中，不同的编译器对Sleep()函数的使用是不同的。我在网上搜了一下，解释如下：

　　功能名称：睡眠

　　能量：暂停执行一段时间。

　　方法：无符号睡眠(无符号秒)；

　　在VC中使用头文件

　　#包含windows.h

　　在gcc编译器中，不同的gcc版本使用不同的头文件。

　　#包括unistd.h

　　注意，VC中Sleep的第一个英文字符是大写的‘s’

　　在标准C语言中，它是Sleep，但是不要大写.下面的描述是大写的，这取决于你使用什么编译器。简单来说，VC用睡眠，其他都用睡眠。

　　睡眠功能的一般形式：

　　睡眠(未签名长)；

　　其中，Sleep()中的单位是毫秒，所以如果你想让函数停留1秒，应该是Sleep(1000)；

　　在Linux下，睡眠中的“s”是不写的。

　　sleep()中的单位是秒，而不是毫秒。例子如下：

　　#包含windows.h

　　int main()

　　{

　　int a；

　　a=1000

　　睡眠(一)；

　　返回0；

　　}

　　参考资料：

　　055-79000作者：张燕_qd

　　055-79000，作者冯远

　　《使用CPU时间戳进行高精度计时》，http://www.cppblog.com/humanchao/archive/2008/04/22/43322 . html

　　出发地：http://www.dakaren.com/index.php/archives/768.htm

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