關於時序測量的困惑

Question

我的任務是實現三個不同的函數get_current_time_seconds1、2和3，然后必須估算各種函數的分辨率。 我怎么估計呢？

您建議使用哪個計時功能？ 當我必須使用gcc -O0 -lrt Timing.c -o Timing進行編譯時，編譯器選項-O0 -lrt是什么意思？

#define BILLION 1000000000L

#define LIMIT_I 1000
#define LIMIT_J 1000

double get_current_time_seconds1()
{
    /* Get current time using gettimeofday */
    time_t t = time(NULL);
    struct tm *tm = localtime(&t);
    printf("%s\n", asctime(tm));
    return (double) tm;
}

double get_current_time_seconds2()
{
    struct timespec start,stop;
    clock_gettime(CLOCK_REALTIME, &start);
    clock_gettime(CLOCK_REALTIME, &stop);
    double x = (stop.tv_sec - start.tv_sec) + (stop.tv_nsec - start.tv_nsec);

    printf("%lf\n", x);

    return (double) x;
}

double get_current_time_seconds3()
{
    uint64_t diff;

    struct timespec start, end;

    clock_gettime(CLOCK_MONOTONIC, &start);
    sleep(5);
    clock_gettime(CLOCK_MONOTONIC, &end);

    diff = BILLION * (end.tv_sec - start.tv_sec) + end.tv_nsec - start.tv_nsec;
    printf("elapsed time = %llu nanoseconds\n", (long long unsigned int)diff);

    return (double) diff;
}

Answer 1

我怎么估計呢？ 您建議使用哪個計時功能？

如果要獲取各種計時元素的分辨率（精度），則可以使用clock_getres函數，傳入各種CLOCK_ id類型，例如：

#include <stdio.h>
#include <time.h>

static void printres(clockid_t id)
{
    struct timespec ts;
    int rc = clock_getres(id, &ts);
    printf("clock id: %d\n", (unsigned int)id);
    if (rc != 0) {
        printf("Error: %d\n", rc);
        return;
    }
    printf("tv_sec = %lu\ntv_nsec = %lu\n", ts.tv_sec, ts.tv_nsec);
}

int main(int argc, char** argv)
{
    printres(CLOCK_REALTIME);
    printres(CLOCK_MONOTONIC);
    printres(CLOCK_PROCESS_CPUTIME_ID);
    printres(CLOCK_THREAD_CPUTIME_ID);
    return 0;
}

在我的系統， tv_nsec為所有，但CLOCK_THREAD_CPUTIME_ID是1000 ，對於CLOCK_THREAD_CPUTIME_ID的價值tv_nsec為1 ，這意味着對於其他類型的時鍾精度為1毫秒（1000納秒），而精度CLOCK_THREAD_CPUTIME_ID是1納秒。

對於第一個調用localtime的函數，其精度為1秒，因為該函數以秒為單位計算Unix時期的時間。

當我必須使用gcc -O0 -lrt Timing.c -o Timing進行編譯時，編譯器選項-O0 -lrt是什么意思？

對於gcc和clang等某些編譯器，選項-O表示在將代碼編譯到指定級別時優化代碼，因此-O0表示根本不優化代碼，這在調試代碼時通常很有用。

-l選項表示要針對指定的庫進行編譯，因此-lrt表示要使用rt庫或“實時庫”進行編譯； 在某些系統上這是必需的，因為可以在該庫中定義CLOCK_REALTIME 。

希望能對您有所幫助。