引言

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

在C或C++中計算程序執(zhí)行時間，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)。這個方法是博主比較推薦的一個，非常簡便，且易懂，它用于測量程序的CPU時間。clock() 函數(shù)返回程序從啟動到函數(shù)被調用時所經(jīng)過的時鐘周期數(shù)。這個函數(shù)主要用于測量程序的CPU時間消耗，而不是實際的墻鐘時間（即從墻上的時鐘測量的時間）。

函數(shù)原型

clock_t clock(void);

• clock_t 類型，表示自程序啟動以來的時鐘周期數(shù)。 

使用實例：

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

#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() {
	// 開始時間
    clock_t start = clock();

    // 要執(zhí)行的代碼
    // ...
	test01();
    // 結束時間
    clock_t end = clock();

    // 計算執(zhí)行時間（以秒為單位）
    double execution_time = (double)(end - start) / CLOCKS_PER_SEC;

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

	return 0;
}

第一個是 遞歸的程序占用CPU的時間，第二個是非遞歸的程序占用CPU的時間。

注意事項

• CLOCKS_PER_SEC 是 <time.h> 庫中定義的一個宏，表示每秒的時鐘周期數(shù)。
• (end - start) 單位是毫秒， 除以CLOCKS_PER_SEC周期轉化為以秒為單位。
• clock() 函數(shù)返回的是程序占用CPU的時間 ≠ 程序的實際運行時間。
• clock() 函數(shù)返回的是程序占用CPU的時間，不包括睡眠時間或其他非CPU時間。
• 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)的實現(xiàn)。
• clock() 函數(shù)的精度依賴于系統(tǒng)，可能每次運行程序可能不相同。

clock() 函數(shù)是測量程序性能的一個簡單工具，但它不適用于需要高精度時間測量的場景，適用于對比算法時，不需要計算準確時間。對于更高精度的時間測量，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間測量功能。這個庫里面有很多函數(shù)，都是與時間有關的，功能非常強大，下面列舉一個比較常用的函數(shù)。

函數(shù)實例：

這個是實打實的計算程執(zhí)行時間的，其原理類似一個計時器，當執(zhí)行到 auto start = std::chrono::high_resolution_clock::now();這個語句獲取一個時間，開始計時。auto end = std::chrono::high_resolution_clock::now();這個語句也是獲取一個時間，執(zhí)行完就結束計時，最后，使用count()函數(shù)以秒為單位打印出運行時間。

代碼示例：

以下是使用<chrono>庫計算程序執(zhí)行時間的示例代碼：

#include <iostream>
#include <chrono>

using namespace std;

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

    // 要執(zhí)行的代碼
    // ...

    // 結束時間點
    auto end = chrono::high_resolution_clock::now();

    // 計算持續(xù)時間
    chrono::duration<double, milli> duration = end - start;

    // 輸出執(zhí)行時間
    cout << "程序執(zhí)行時間：" << 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 語言標準庫中的一個頭文件，它提供了多種與時間相關的函數(shù)。這個time函數(shù)是C語言初學者最熟悉的一個。其中，time() 函數(shù)用于獲取當前的日歷時間（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：獲取當前時間。

  原型：time_t time(time_t *tloc);

  返回值：返回當前時間（自1970年1月1日00:00:00 UTC以來的秒數(shù)），如果出錯返回-1。

  參數(shù)：tloc是一個可選的指針，如果提供，函數(shù)會將當前時間存儲在這個指針指向的位置。

• ctime():

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

• localtime():

  • 功能：將 time_t 值轉換為表示本地時間的 tm 結構體。
  • 原型：struct tm *localtime(const time_t *timep);
  • 返回值：返回一個指向 tm 結構體的指針，該結構體包含本地時間。

• gmtime():

  • 功能：將 time_t 值轉換為表示 UTC 時間的 tm 結構體。
  • 原型：struct tm *gmtime(const time_t *timep);
  • 返回值：返回一個指向 tm 結構體的指針，該結構體包含 UTC 時間。

• difftime():

  • 功能：計算兩個 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：返回兩個時間之間的差異。

• mktime():

  • 功能：將 tm 結構體轉換為 time_t 值。
  • 原型：time_t mktime(struct tm *timeptr);
  • 返回值：返回表示時間的時間戳。

• asctime():

  • 功能：將 tm 結構體轉換為 24 小時制的時間字符串。
  • 原型：char *asctime(const struct tm *timeptr);
  • 返回值：返回一個指向以 null 結尾的字符串的指針，該字符串表示時間。

• strftime():

  • 功能：根據(jù)指定的格式將 time_t 或 tm 結構體的時間格式化為字符串。
  • 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)來計算遞歸與非遞歸程序的一個簡單示例：

#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);//開始時間
	
	test01();//這里填寫您測試的代碼
	
	time_t end =time(NULL);//結束時間
	double dif_time=difftime(end, start);//計算差值
	cout<<dif_time<<endl;
	return 0;
}

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

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

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