c语言函数段测试时间方法及比较

函数段测试时间方法及比较作者：Peter 2011.4.7一．用四种函数测量同一程序所需时间1.函数段的测试有4中方法，分别是clock,times,gettimeofday,getrusage来实现的。

2.四种函数的精度如下：clock()函数的精确度是10毫秒(ms)；times()函数的精确度是10毫秒(ms)；gettimofday()函数的精确度是微秒(μs)；getrusage()函数的精确度是纳秒(ns)。

===============================================================3.编写test5.c程序,测试1024*1024矩阵运行的时间，比较四种函数测量相同函数段所需的时间。

测试程序如下：=======================/*调用所需的头文件*/=======================#include <sys/time.h>#include <sys/resource.h>#include <unistd.h>#include <stdio.h>#include <time.h>=================/*定义宏变量：所需的4中测试方法*/=================#define TEST_BY_CLOCK (char)(0x00) //CLOCK测试#define TEST_BY_TIMES (char)(0x01) //TIME测试#define TEST_BY_GETTIMEOFDAY (char)(0x02) //GETTIMEOFDAY测试#define TEST_BY_GETRUSAGE (char)(0x03) //GETRUSAGE测试#define TEST_METHOD (TEST_BY_CLOCK) //选择需要的测试方法====================== /*矩阵格式定义*/========================#define COORDINATION_X (int)(1024)#define COORDINATION_Y (int)(1024)static int g_Matrix[COORDINATION_X][COORDINATION_Y];=============/*geTimeval类型及gettimeofday和getrusage计算方法*/==========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 _sec + (double)_usec*1E-6;}=======================/*主函数程序如下*/===========================int main(){int i, j;int n = 0;clock_t clockT1, clockT2; //时钟的 clockT1, clockT2分别计时所要测的程序开始和结束double doubleT1, doubleT2; // doubleT1, doubleT2 分别计时所要测的程序开始和结束===============/*利用各种METHOD对测试程序进行开始取值*/===============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();}========================/*矩阵的算法*/=============================for (i = 0; i < COORDINATION_X; i++) {for (j = 0; j < COORDINATION_Y; j++) {g_Matrix[i][j] = i * j;}}=========/*利用各种METHOD对测试程序进行结束取值，并打出相应的提示*/======= 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)(clockT1 - clockT2)/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;}========================/*程序结束*/=============================调试命令：$ gcc test5.c –o test5$ ./test54.测试结果数据图5.各种测试方法的注意点1）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)（=1000000）。

2）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。

3）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RUSAGE_SELF，就可以得到程序本身运行所占用的系统时间。

可以说是精度最高的测量方法了。

试用了这四种方法，感觉需要高精度测试的话，getrusage和gettimeofday 都可以选择。

需要长时间测试的话，clock也是不错的，尤其是考虑到它的通用性。

二．通过上述比较采用gettimeofday来进行程序段所消耗时间的具体测编辑调试程序test.c(命令：$ gedit test.c),内容如下：#include <sys/time.h>#include <stdio.h>#include <unistd.h>int main(){long i=1000L;struct timeval tvs,tve;gettimeofday(&tvs,NULL);======/*下面的放入所要测试的程序,例如:简单的Hello World程序*/========= int main(int argc,char**argv){ printf("Hello world!\n");return 0;}=============================================================== gettimeofday(&tve,NULL);double span = __sec + (__usec)/1000000.0; printf("time: %.12f\n",span);return 0;}===============================/*程序结束*/=================================调试命令：$ gcc test.c –o test$ ./test.程序结果图通过显示的数据，能够满足要求也验证了gettimeofday的精确度为微秒（μs）。