轉載 http://blog.csdn.net/fz_ywj/article/details/8109368

C語言中常用計時方法總結

1. time()

頭文件：time.h

函數原型：time_t time(time_t * timer)

功能：返回以格林尼治時間（GMT）爲標準，從1970年1月1日00:00:00到現在的此時此刻所經過的秒數。

用time()函數結合其他函數（如：localtime、gmtime、asctime、ctime）可以獲得當前系統時間或是標準時間。

用difftime函數可以計算兩個time_t類型的時間的差值，可以用於計時。用difftime(t2,t1)要比t2-t1更準確，因爲C標準中並沒有規定time_t的單位一定是秒，而difftime會根據機器進行轉換，更可靠。

用法：

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print?

time_t start,end;
start =time(NULL);//or time(&start);
//…calculating…
end =time(NULL);
printf("time=%d\n",difftime(end,start));

time_t start,end;
start =time(NULL);//or time(&start);
//…calculating…
end =time(NULL);
printf("time=%d\n",difftime(end,start));

總結：C標準庫中的函數，可移植性最好，性能也很穩定，但精度太低，只能精確到秒，對於一般的事件計時還算夠用，而對運算時間的計時就明顯不夠用了。

2. clock()

頭文件：time.h

函數原型：clock_t clock(void);

功能：該函數返回值是硬件滴答數，要換算成秒，需要除以CLK_TCK或者 CLK_TCKCLOCKS_PER_SEC。比如，在VC++6.0下，這兩個量的值都是1000。

用法：

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print?

clock_t start,end;
start = clock();
//…calculating…
end = clock();
printf("time=%f\n",(double)end-start)/CLK_TCK);

clock_t start,end;
start = clock();
//…calculating…
end = clock();
printf("time=%f\n",(double)end-start)/CLK_TCK);

總結：可以精確到毫秒，適合一般場合的使用。

3. timeGetTime()

WIN32API

頭文件：Mmsystem.h 引用庫： Winmm.lib

函數原型：DWORD timeGetTime(VOID);

功能：返回系統時間，以毫秒爲單位。系統時間是從系統啓動到調用函數時所經過的毫秒數。注意，這個值是32位的，會在0到2^32之間循環，約49.71天。

用法：

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print?

DWORDstart,end;
start= timeGetTime();
//…calculating…
end= timeGetTime();
printf("time=%d\n",end-start);

DWORDstart,end;
start= timeGetTime();
//…calculating…
end= timeGetTime();
printf("time=%d\n",end-start);

總結：該函數的時間精度是五毫秒或更大一些，這取決於機器的性能。可用timeBeginPeriod和timeEndPeriod函數提高timeGetTime函數的精度。如果使用了，連續調用timeGetTime函數，一系列返回值的差異由timeBeginPeriod和timeEndPeriod決定。

4. GetTickCount()

WIN32API

頭文件：windows.h

函數原型：DWORD WINAPI GetTickCount(void);

功能：返回自設備啓動後的毫秒數（不含系統暫停時間）。

用法：

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print?

DWORDstart,end;
start= GetTickCount();
//…calculating…
end= GetTickCount();
printf("time=%d\n",end-start);

DWORDstart,end;
start= GetTickCount();
//…calculating…
end= GetTickCount();
printf("time=%d\n",end-start);

總結：精確到毫秒。對於一般的實時控制，使用GetTickCount()函數就可以滿足精度要求。

5. QueryPerformanceCounter()、QueryPerformanceFrequency()

WIN32API

頭文件：windows.h

函數原型：BOOLQueryPerformanceCounter(LARGE_INTEGER *lpPerformanceCount);

BOOLQueryPerformanceFrequency(LARGE_INTEGER *lpFrequency);

功能：前者獲得的是CPU從開機以來執行的時鐘週期數。後者用於獲得你的機器一秒鐘執行多少次，就是你的時鐘週期。

補充：LARGE_INTEGER既可以是一個8字節長的整型數，也可以是兩個4字節長的整型數的聯合結構，其具體用法根據編譯器是否支持64位而定：

[cpp] view plain copy

print?

typedef union_LARGE_INTEGER
{
struct
{
DWORD LowPart ;
LONG HighPart;
};
LONGLONG QuadPart ;
}LARGE_INTEGER;

typedef union_LARGE_INTEGER
{
    struct
    {
        DWORD LowPart ;
        LONG HighPart;
    };
    LONGLONG QuadPart ;
}LARGE_INTEGER;

用法：

在進行定時之前，先調用QueryPerformanceFrequency()函數獲得機器內部定時器的時鐘頻率，然後在需要嚴格定時的事件發生之前和發生之後分別調用QueryPerformanceCounter()函數，利用兩次獲得的計數之差及時鐘頻率，計算出事件經歷的精確時間。

[cpp] view plain copy

print?

LARGE_INTEGER num;
longlong start,end,freq;
QueryPerformanceFrequency(&num);
freq=num.QuadPart;
QueryPerformanceCounter(&num);
start= num.QuadPart;
//…calculating…
QueryPerformanceCounter(&num);
end= num.QuadPart;
printf("time=%d\n",(end-start)*1000/freq);

LARGE_INTEGER  num;
longlong start,end,freq;
QueryPerformanceFrequency(&num);
freq=num.QuadPart;
QueryPerformanceCounter(&num); 
start= num.QuadPart; 
//…calculating…
QueryPerformanceCounter(&num); 
end= num.QuadPart;  
printf("time=%d\n",(end-start)*1000/freq);

總結：這種方法的定時誤差不超過1微秒，精度與CPU等機器配置有關，一般認爲精度爲透微秒級。在Windows平臺下進行高精度計時的時候可以考慮這種方法。

6. gettimeofday()

Linux C函數。

頭文件：sys/time.h

函數原型：int gettimeofday(struct timeval *tv,struct timezone *tz);

說明：其參數tv是保存獲取時間結果的結構體，參數tz用於保存時區結果（若不使用則傳入NULL即可）。

timeval的定義爲：

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print?

struct timeval {
　　long tv_sec; // 秒數
　　long tv_usec; //微秒數
}

struct timeval {
　　long tv_sec; // 秒數
　　long tv_usec; //微秒數
}

可見該函數可用於在linux中獲得微秒精度的時間。

用法：

[cpp] view plain copy

print?

struct timeval start,end;
gettimeofday(&start, NULL );
//…calculating…
gettimeofday(&end, NULL );
long timeuse =1000000 * ( end.tv_sec - start.tv_sec ) + end.tv_usec - start.tv_usec;
printf("time=%f\n",timeuse /1000000.0);

struct timeval start,end;
gettimeofday(&start, NULL );
//…calculating…
gettimeofday(&end, NULL );
long timeuse =1000000 * ( end.tv_sec - start.tv_sec ) + end.tv_usec - start.tv_usec;
printf("time=%f\n",timeuse /1000000.0);

總結：使用這種方式計時，精度可達微秒。經驗證，在arm+linux的環境下此函數仍可使用。推薦。

7. RDTSC - 讀取時間標籤計數器

X86架構CPU彙編指令。

操作碼：0F 31 指令：RDTSC

功能：將時間標籤計數器讀入 EDX:EAX寄存器中。

說明：在Pentium以上的CPU中，提供了一條機器指令RDTSC來讀取這個時間戳的數字，並將其保存在EDX:EAX寄存器對中。由於EDX:EAX寄存器對恰好是Win32平臺下C++語言保存函數返回值的寄存器，所以我們可以把這條指令看成是一個普通的函數調用：

[cpp] view plain copy

print?

inline unsigned long longGetCycleCount()
{
__asm RDTSC
}

inline unsigned long longGetCycleCount() 
{ 
    __asm RDTSC 
}

如果編譯器不允許直接用RDTSC的話，可以用_emit僞指令直接嵌入該指令的機器碼形式0X0F、0X31：

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print?

inline unsigned long long GetCycleCount()
{
__asm _emit 0x0F
__asm _emit 0x31
}

inline unsigned long long GetCycleCount() 
{
    __asm _emit 0x0F 
    __asm _emit 0x31
}

計算時還需要將得到的數字除以CPU的主頻（單位GHZ），就能得到納秒級的時間了。暫時我還沒找到好的獲得機器主頻的方法，Windows平臺下可以考慮用QueryPerformanceFrequency()函數，但這樣一來就沒辦法在Linux下使用此方法。後來我考慮配合sleep函數，獲取1秒中的機器週期數的方法來得到CPU主頻。如果哪位有更好的方法，還請多多請教。

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print?

#ifdef WIN32
#include <windows.h>
#else
#include <sys/unistd.h>
#endif
inline unsigned long long GetNTime()
{
__asm("RDTSC");
}
static double hz=0.0;
void init_timer()
{
longlong t1=GetNTime();
#ifdef WIN32
Sleep(1000);
#else
sleep(1);
#endif
longlong t=GetNTime()-t1;
hz=(double)t/1000000000;
printf("hz=%fGhz\n",hz);
}
long long u_timer(long long *t,int mode)
{
if(hz<0.001)
init_timer();
if(!mode)
{
*t=GetNTime();
return0;
}
longlong t1=GetNTime()-*t;
t1/=hz;
longlong ns=t1%1000;
longlong us=(t1/1000)%1000;
longlong ms=(t1/1000000)%1000;
longlong s=t1/1000000000;
printf("time=");
if(s!=0)
printf("%llds",s);
if(ms!=0)
printf("%lldms",ms);
if(us!=0)
printf("%lldus",us);
if(ns!=0)
printf("%lldns",ns);
printf("\n");
*t=GetNTime();
returnt1;
}

#ifdef WIN32
#include <windows.h>
#else
#include <sys/unistd.h>
#endif
inline unsigned long long GetNTime()
{
    __asm("RDTSC");
}

static double hz=0.0;

void init_timer()
{
    longlong t1=GetNTime();
#ifdef WIN32
    Sleep(1000);
#else
    sleep(1);
#endif
    longlong t=GetNTime()-t1;
    hz=(double)t/1000000000;
    printf("hz=%fGhz\n",hz);
}

long long u_timer(long long *t,int mode)
{
    if(hz<0.001)
        init_timer();
    if(!mode)
    {
        *t=GetNTime();
        return0;
    }

    longlong t1=GetNTime()-*t;
    t1/=hz;
    longlong ns=t1%1000;
    longlong us=(t1/1000)%1000;
    longlong ms=(t1/1000000)%1000;
    longlong s=t1/1000000000;

    printf("time=");
    if(s!=0)
        printf("%llds",s);
    if(ms!=0)
        printf("%lldms",ms);
    if(us!=0)
        printf("%lldus",us);
    if(ns!=0)
        printf("%lldns",ns);
    printf("\n");

    *t=GetNTime();
    returnt1;
}

總結：這種方法精確到納秒，但缺點是非常短時間的計時會不穩定。最近因爲項目需要，我也找了一下ARM+Linux平臺上可以用的計時方法，後來選擇了gettimeofday()。不知道ARM+Linux平臺上有沒有類似RDTSC的這種指令。

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