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C++ 中使用不同平臺(tái)的時(shí)間函數(shù)及對(duì)比分析

 更新時(shí)間:2024年06月20日 11:33:30   作者:點(diǎn)云兔子  
在C++ 編程中,時(shí)間函數(shù)的選擇對(duì)于性能測(cè)量、任務(wù)調(diào)度和時(shí)間戳記錄至關(guān)重要,本文將介紹在 C++ 中常用的時(shí)間函數(shù),并比較它們?cè)诓煌脚_(tái)上的應(yīng)用和效果,感興趣的朋友跟隨小編一起看看吧

在 C++ 編程中,時(shí)間函數(shù)的選擇對(duì)于性能測(cè)量、任務(wù)調(diào)度和時(shí)間戳記錄至關(guān)重要。不同的操作系統(tǒng)提供了不同的時(shí)間函數(shù),同時(shí)在同一個(gè)平臺(tái)上,也可能有多種不同的時(shí)間函數(shù)可供選擇。本文將介紹在 C++ 中常用的時(shí)間函數(shù),并比較它們?cè)诓煌脚_(tái)上的應(yīng)用和效果。

跨平臺(tái)的時(shí)間函數(shù):std::chrono

        隨著 C++11 的引入,標(biāo)準(zhǔn)庫(kù)提供了 std::chrono,這是一個(gè)現(xiàn)代化的時(shí)間庫(kù),具有高精度和跨平臺(tái)的特性。它基于類型安全和模板化的設(shè)計(jì),使得時(shí)間的測(cè)量和計(jì)算變得更加簡(jiǎn)單和可靠。        

#include <iostream>
#include <chrono>
#include <thread>
int main() {
    // 獲取當(dāng)前時(shí)間點(diǎn)
    auto start = std::chrono::high_resolution_clock::now();
    // 模擬工作(例如,暫停 1 秒)
    std::this_thread::sleep_for(std::chrono::seconds(1));
    // 獲取當(dāng)前時(shí)間點(diǎn)
    auto end = std::chrono::high_resolution_clock::now();
    // 計(jì)算持續(xù)時(shí)間
    std::chrono::duration<double> duration = end - start;
    std::cout << "Duration: " << duration.count() << " seconds\n";
    return 0;
}

        在這個(gè)示例中,std::chrono::high_resolution_clock 提供了高分辨率的時(shí)間點(diǎn),std::chrono::duration<double> 用于表示時(shí)間間隔。這些功能在大多數(shù)現(xiàn)代操作系統(tǒng)上都可用,因此非常適合跨平臺(tái)開(kāi)發(fā)。

Windows 平臺(tái)的時(shí)間函數(shù)

        在 Windows 上,有幾種常用的時(shí)間函數(shù),適合不同的時(shí)間需求。

GetSystemTime 和 GetLocalTime

        這些函數(shù)提供了系統(tǒng)時(shí)間和本地時(shí)間的訪問(wèn):

#include <iostream>
#include <windows.h>
int main() {
    SYSTEMTIME st;
    GetSystemTime(&st); // 獲取系統(tǒng)時(shí)間(UTC 時(shí)間)
    std::cout << "System Time (UTC): " 
              << st.wYear << "-"
              << st.wMonth << "-"
              << st.wDay << " "
              << st.wHour << ":"
              << st.wMinute << ":"
              << st.wSecond << "."
              << st.wMilliseconds << "\n";
    GetLocalTime(&st); // 獲取本地時(shí)間
    std::cout << "Local Time: " 
              << st.wYear << "-"
              << st.wMonth << "-"
              << st.wDay << " "
              << st.wHour << ":"
              << st.wMinute << ":"
              << st.wSecond << "."
              << st.wMilliseconds << "\n";
    return 0;
}

QueryPerformanceCounter

        這是一個(gè)高精度的計(jì)時(shí)器,適合精確測(cè)量時(shí)間間隔:

#include <iostream>
#include <windows.h>
int main() {
    LARGE_INTEGER frequency;
    LARGE_INTEGER start, end;
    // 獲取高精度計(jì)時(shí)器的頻率
    QueryPerformanceFrequency(&frequency);
    // 獲取開(kāi)始時(shí)間
    QueryPerformanceCounter(&start);
    // 模擬工作(例如,暫停 1 秒)
    Sleep(1000);
    // 獲取結(jié)束時(shí)間
    QueryPerformanceCounter(&end);
    // 計(jì)算持續(xù)時(shí)間
    double duration = static_cast<double>(end.QuadPart - start.QuadPart) / frequency.QuadPart;
    std::cout << "High-resolution duration: " << duration << " seconds\n";
    return 0;
}

Unix/Linux 平臺(tái)的時(shí)間函數(shù)

        在 Unix/Linux 系統(tǒng)上,也有多種時(shí)間函數(shù)可供選擇。

gettimeofday

        這是一個(gè)高分辨率的計(jì)時(shí)函數(shù),返回自 Epoch 以來(lái)的秒數(shù)和微秒數(shù):

#include <iostream>
#include <sys/time.h>
int main() {
    struct timeval tv;
    gettimeofday(&tv, nullptr);
    std::cout << "Seconds: " << tv.tv_sec << "\n";
    std::cout << "Microseconds: " << tv.tv_usec << "\n";
    return 0;
}

clock_gettime

        提供了更高的精度,并支持多種時(shí)間類型:

#include <iostream>
#include <ctime>
int main() {
    struct timespec ts;
    clock_gettime(CLOCK_MONOTONIC, &ts);
    std::cout << "Seconds: " << ts.tv_sec << "\n";
    std::cout << "Nanoseconds: " << ts.tv_nsec << "\n";
    return 0;
}

相同平臺(tái)的不同時(shí)間函數(shù)對(duì)比

        即使在同一個(gè)操作系統(tǒng)上,也可能有多個(gè)不同的時(shí)間函數(shù)可供選擇。例如,Windows 上的 GetSystemTime 提供了系統(tǒng)時(shí)間,而 QueryPerformanceCounter 則提供了高精度的計(jì)時(shí)器功能。在 Unix/Linux 上,gettimeofdayclock_gettime 分別提供了不同精度和用途的時(shí)間測(cè)量。

使用跨平臺(tái)庫(kù)

        除了原生的操作系統(tǒng)時(shí)間函數(shù)外,還可以考慮使用跨平臺(tái)的第三方庫(kù),如 Boost 庫(kù)中的時(shí)間模塊。Boost.Chrono 提供了與 std::chrono 類似的功能,同時(shí)保持了更好的兼容性和可移植性。

#include <iostream>
#include <boost/chrono.hpp>
int main() {
    boost::chrono::high_resolution_clock::time_point start = boost::chrono::high_resolution_clock::now();
    // 模擬工作
    boost::this_thread::sleep_for(boost::chrono::seconds(1));
    boost::chrono::high_resolution_clock::time_point end = boost::chrono::high_resolution_clock::now();
    boost::chrono::duration<double> duration = end - start;
    std::cout << "Duration: " << duration.count() << " seconds\n";
    return 0;
}

結(jié)論

        選擇合適的時(shí)間函數(shù)取決于你的應(yīng)用程序需求,如精度、平臺(tái)兼容性和功能特性。在現(xiàn)代 C++ 中,std::chrono 提供了一個(gè)強(qiáng)大的跨平臺(tái)時(shí)間庫(kù),推薦用于大多數(shù)時(shí)間測(cè)量和計(jì)時(shí)任務(wù)。而對(duì)于特定平臺(tái)或需要更高精度的情況,可以考慮使用操作系統(tǒng)提供的特定時(shí)間函數(shù)或第三方庫(kù)進(jìn)行擴(kuò)展。

到此這篇關(guān)于C++ 中使用不同平臺(tái)的時(shí)間函數(shù)及對(duì)比分析的文章就介紹到這了,更多相關(guān)C++時(shí)間函數(shù)內(nèi)容請(qǐng)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!

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