引言

我們在寫算法時(shí)要考慮到算法的執(zhí)行效率，有的題目規(guī)定了時(shí)間限制，我們需要在這個(gè)時(shí)間之內(nèi)去解決問題。如果我們需要比對算法的好壞，就需要輸出這個(gè)程序運(yùn)行了多長時(shí)間。

在C或C++中計(jì)算程序執(zhí)行時(shí)間，可以使用多種方法，下面我介紹幾種比較常見且好用的幾種方法，大家可以選擇適合自己的一種記住就可以了。

方法1：使用 clock() 函數(shù)（C/C++）

在C/C++中，<time.h>庫提供了clock()函數(shù)。這個(gè)方法是博主比較推薦的一個(gè)，非常簡便，且易懂，它用于測量程序的CPU時(shí)間。clock() 函數(shù)返回程序從啟動(dòng)到函數(shù)被調(diào)用時(shí)所經(jīng)過的時(shí)鐘周期數(shù)。這個(gè)函數(shù)主要用于測量程序的CPU時(shí)間消耗，而不是實(shí)際的墻鐘時(shí)間（即從墻上的時(shí)鐘測量的時(shí)間）。

函數(shù)原型

clock_t clock(void);

• clock_t 類型，表示自程序啟動(dòng)以來的時(shí)鐘周期數(shù)。 

使用實(shí)例：

以下是使用clock()函數(shù)計(jì)算遞歸與非遞歸程序執(zhí)行時(shí)間的示例代碼：

#include<iostream>
#include<time.h>
using namespace std;
typedef long long ll;

ll n, sum=1;

ll fun(int dep) {//遞歸函數(shù)
	if (dep == 1) {
		return 1;
	}
	else {
		return 2 * (fun(dep - 1) + 1);
	}
}
void test0() {//非遞歸直接利用數(shù)學(xué)公式推理
	cin >> n;
	for (int i = 0; i < n-1; i++) {
		sum = (sum + 1) * 2;
	}
	cout << sum << endl;
	//printf("%.2lf\n", (double)clock() / CLOCKS_PER_SEC);
}
void test01() {
	cin >> n;
	cout << fun(n) << endl;
	//printf("%.2lf\n", (double)clock() / CLOCKS_PER_SEC);
}
int main() {
	// 開始時(shí)間
    clock_t start = clock();

    // 要執(zhí)行的代碼
    // ...
	test01();
    // 結(jié)束時(shí)間
    clock_t end = clock();

    // 計(jì)算執(zhí)行時(shí)間（以秒為單位）
    double execution_time = (double)(end - start) / CLOCKS_PER_SEC;

    // 輸出執(zhí)行時(shí)間
    printf("程序執(zhí)行時(shí)間:%f 秒\n", execution_time);
	

	return 0;
}

第一個(gè)是 遞歸的程序占用CPU的時(shí)間，第二個(gè)是非遞歸的程序占用CPU的時(shí)間。

注意事項(xiàng)

• CLOCKS_PER_SEC 是 <time.h> 庫中定義的一個(gè)宏，表示每秒的時(shí)鐘周期數(shù)。
• (end - start) 單位是毫秒， 除以CLOCKS_PER_SEC周期轉(zhuǎn)化為以秒為單位。
• clock() 函數(shù)返回的是程序占用CPU的時(shí)間 ≠ 程序的實(shí)際運(yùn)行時(shí)間。
• clock() 函數(shù)返回的是程序占用CPU的時(shí)間，不包括睡眠時(shí)間或其他非CPU時(shí)間。
• 在多處理器系統(tǒng)上，clock() 函數(shù)的行為可能有所不同，具體取決于操作系統(tǒng)的實(shí)現(xiàn)。
• clock() 函數(shù)的精度依賴于系統(tǒng)，可能每次運(yùn)行程序可能不相同。

clock() 函數(shù)是測量程序性能的一個(gè)簡單工具，但它不適用于需要高精度時(shí)間測量的場景，適用于對比算法時(shí)，不需要計(jì)算準(zhǔn)確時(shí)間。對于更高精度的時(shí)間測量，可以考慮使用C++11中的 <chrono> 庫，或者在Unix-like系統(tǒng)中使用 clock_gettime() 函數(shù)。

方法2：使用 <chrono> 庫（C++11及以上）

C++11引入了<chrono>庫，它提供了高精度的時(shí)間測量功能。這個(gè)庫里面有很多函數(shù)，都是與時(shí)間有關(guān)的，功能非常強(qiáng)大，下面列舉一個(gè)比較常用的函數(shù)。

函數(shù)實(shí)例：

這個(gè)是實(shí)打?qū)嵉挠?jì)算程執(zhí)行時(shí)間的，其原理類似一個(gè)計(jì)時(shí)器，當(dāng)執(zhí)行到 auto start = std::chrono::high_resolution_clock::now();這個(gè)語句獲取一個(gè)時(shí)間，開始計(jì)時(shí)。auto end = std::chrono::high_resolution_clock::now();這個(gè)語句也是獲取一個(gè)時(shí)間，執(zhí)行完就結(jié)束計(jì)時(shí)，最后，使用count()函數(shù)以秒為單位打印出運(yùn)行時(shí)間。

代碼示例：

以下是使用<chrono>庫計(jì)算程序執(zhí)行時(shí)間的示例代碼：

#include <iostream>
#include <chrono>

using namespace std;

int main() {
    // 開始時(shí)間點(diǎn)
    auto start = chrono::high_resolution_clock::now();

    // 要執(zhí)行的代碼
    // ...

    // 結(jié)束時(shí)間點(diǎn)
    auto end = chrono::high_resolution_clock::now();

    // 計(jì)算持續(xù)時(shí)間
    chrono::duration<double, milli> duration = end - start;

    // 輸出執(zhí)行時(shí)間
    cout << "程序執(zhí)行時(shí)間：" << duration.count() << "毫秒" << endl;

    return 0;
}

方法3：使用time.h頭文件中的time()函數(shù)

time.h 是 C 語言標(biāo)準(zhǔn)庫中的一個(gè)頭文件，它提供了多種與時(shí)間相關(guān)的函數(shù)。這個(gè)time函數(shù)是C語言初學(xué)者最熟悉的一個(gè)。其中，time() 函數(shù)用于獲取當(dāng)前的日歷時(shí)間（自1970年1月1日00:00:00 UTC以來的秒數(shù)）。

time.h頭文件常用函數(shù)：

• time():

  功能：獲取當(dāng)前時(shí)間。

  原型：time_t time(time_t *tloc);

  返回值：返回當(dāng)前時(shí)間（自1970年1月1日00:00:00 UTC以來的秒數(shù)），如果出錯(cuò)返回-1。

  參數(shù)：tloc是一個(gè)可選的指針，如果提供，函數(shù)會(huì)將當(dāng)前時(shí)間存儲(chǔ)在這個(gè)指針指向的位置。

• ctime():

  • 功能：將 time_t 值轉(zhuǎn)換為本地時(shí)間的字符串表示。
  • 原型：char *ctime(const time_t *timep);
  • 返回值：返回一個(gè)指向以 null 結(jié)尾的字符串的指針，該字符串表示本地時(shí)間。

• localtime():

  • 功能：將 time_t 值轉(zhuǎn)換為表示本地時(shí)間的 tm 結(jié)構(gòu)體。
  • 原型：struct tm *localtime(const time_t *timep);
  • 返回值：返回一個(gè)指向 tm 結(jié)構(gòu)體的指針，該結(jié)構(gòu)體包含本地時(shí)間。

• gmtime():

  • 功能：將 time_t 值轉(zhuǎn)換為表示 UTC 時(shí)間的 tm 結(jié)構(gòu)體。
  • 原型：struct tm *gmtime(const time_t *timep);
  • 返回值：返回一個(gè)指向 tm 結(jié)構(gòu)體的指針，該結(jié)構(gòu)體包含 UTC 時(shí)間。

• difftime():

  • 功能：計(jì)算兩個(gè) time_t 值之間的差異（以秒為單位）。
  • 原型：double difftime(time_t time1, time_t time2);
  • 返回值：返回兩個(gè)時(shí)間之間的差異。

• mktime():

  • 功能：將 tm 結(jié)構(gòu)體轉(zhuǎn)換為 time_t 值。
  • 原型：time_t mktime(struct tm *timeptr);
  • 返回值：返回表示時(shí)間的時(shí)間戳。

• asctime():

  • 功能：將 tm 結(jié)構(gòu)體轉(zhuǎn)換為 24 小時(shí)制的時(shí)間字符串。
  • 原型：char *asctime(const struct tm *timeptr);
  • 返回值：返回一個(gè)指向以 null 結(jié)尾的字符串的指針，該字符串表示時(shí)間。

• strftime():

  • 功能：根據(jù)指定的格式將 time_t 或 tm 結(jié)構(gòu)體的時(shí)間格式化為字符串。
  • 原型：size_t strftime(char *strDest, size_t maxsize, const char *format, const struct tm *timeptr);
  • 返回值：返回寫入的字符數(shù)。

代碼示例：

以下是如何使用 time.h 頭文件中的 time() 函數(shù)來計(jì)算遞歸與非遞歸程序的一個(gè)簡單示例：

#include<iostream>
#include<time.h>

using namespace std;
typedef long long ll;

ll n, sum=1;

ll fun(int dep) {//遞歸函數(shù)
	if (dep == 1) {
		return 1;
	}
	else {
		return 2 * (fun(dep - 1) + 1);
	}
}
void test0() {//非遞歸直接利用數(shù)學(xué)公式推理
	cin >> n;
	for (int i = 0; i < n-1; i++) {
		sum = (sum + 1) * 2;
	}
	cout << sum << endl;
}
void test01() {
	cin >> n;
	cout << fun(n) << endl;
}
	
int main(){
	
	time_t start=time(NULL);//開始時(shí)間
	
	test01();//這里填寫您測試的代碼
	
	time_t end =time(NULL);//結(jié)束時(shí)間
	double dif_time=difftime(end, start);//計(jì)算差值
	cout<<dif_time<<endl;
	return 0;
}

對于這種計(jì)算算法的執(zhí)行效率肯定是不會(huì)考的，可能在測試以及開發(fā)過程中使用，大家看看圖一樂就行。

到此這篇關(guān)于C/C++計(jì)算程序執(zhí)行時(shí)間的幾種方法實(shí)現(xiàn)的文章就介紹到這了,更多相關(guān)C/C++計(jì)算程序執(zhí)行時(shí)間內(nèi)容請搜索腳本之家以前的文章或繼續(xù)瀏覽下面的相關(guān)文章希望大家以后多多支持腳本之家！

最新評論