C++ chrono 库中的 steady_clock 和 system_clock

C++11 中提供了一个计时的标准库 ;
里面有三种时钟 clock: steady_clock, system_clock 和 high_resolution_clock;

区别

  • steady_clock 是单调的时钟,相当于教练手中的秒表;只会增长,适合用于记录程序耗时
  • system_clock 是系统的时钟;因为系统的时钟可以修改;甚至可以网络对时; 所以用系统时间计算时间差可能不准。
  • high_resolution_clock 是当前系统能够提供的最高精度的时钟;它也是不可以修改的。相当于 steady_clock 的高精度版本。

在 参考链接[2] 中提供了代码,可以查看自己的机器上三种时钟的时间精度。

// copied from http://www.informit.com/articles/article.aspx?p=1881386&seqNum=2;
// Author: Nicolai M. Josuttis

#include 
#include 
#include 

template 
void printClockData ()
{
    using namespace std;

    cout << "- precision: ";
    // if time unit is less or equal one millisecond
    typedef typename C::period P;// type of time unit
    if (ratio_less_equal::value) {
       // convert to and print as milliseconds
       typedef typename ratio_multiply::type TT;
       cout << fixed << double(TT::num)/TT::den
            << " milliseconds" << endl;
    }
    else {
        // print as seconds
        cout << fixed << double(P::num)/P::den << " seconds" << endl;
    }
    cout << "- is_steady: " << boolalpha << C::is_steady << endl;
}

int main()
{
    std::cout << "system_clock: " << std::endl;
    printClockData();
    std::cout << "\nhigh_resolution_clock: " << std::endl;
    printClockData();
    std::cout << "\nsteady_clock: " << std::endl;
    printClockData();

#ifdef _WIN32
    system("pause");
#endif
    return 0;
}
system_clock:
- precision: 0.000100 milliseconds
- is_steady: false

high_resolution_clock:
- precision: 0.000001 milliseconds
- is_steady: true

steady_clock:
- precision: 0.000001 milliseconds
- is_steady: true

建议

以下是 stackoverflow 上一个大佬给出的建议difference between steady clocl vs system clock

  1. 尽量不要使用 count() 方法
  2. 尽量不要使用 time_since_epoch()

理由是: 提供了类型安全的机制防止用户进行单位换算的时候出错;但是这两个函数是例外的,起到“紧急出口的作用”,

Such emergencies arise when (for example) the committee neglects to give you all the tools you need to get the job done (such as I/O) for the types, or such as the need to interface with some other timing API via integers

在I/O 或者与其他 通过整数传参数的时间函数接口中使用。

使用方法

例子:一个用来测试代码段运行时间的宏


#include 

#define TIMERSTART(tag)  auto tag##_start = std::chrono::steady_clock::now(),tag##_end = tag##_start
#define TIMEREND(tag)  tag##_end =  std::chrono::steady_clock::now()
#define DURATION_s(tag) printf("%s costs %d s\n",#tag,std::chrono::duration_cast(tag##_end - tag##_start).count())
#define DURATION_ms(tag) printf("%s costs %d ms\n",#tag,std::chrono::duration_cast(tag##_end - tag##_start).count());
#define DURATION_us(tag) printf("%s costs %d us\n",#tag,std::chrono::duration_cast(tag##_end - tag##_start).count());
#define DURATION_ns(tag) printf("%s costs %d ns\n",#tag,std::chrono::duration_cast(tag##_end - tag##_start).count());


// usage:
//   TIMERSTART(for_loop);
//   for (int i = 0; i < 100000; i++)
//   {
//       i*i;
//   }
//   TIMEREND(for_loop);
//   DURATION_ms(for_loop);

参考

  1. https://stackoverflow.com/questions/31552193/difference-between-steady-clock-vs-system-clock
  2. C++ Stardard Library:A Tutorial and Reference, 2nd Edition

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