使用std::chrono::steady_clock可精确测量代码运行时间,通过记录时间点、计算差值并转换单位实现高效计时。

在c++中,std::chrono 是一个用于处理时间的库,从 C++11 开始引入,非常适合用来计时。它提供了高精度的时间测量功能,使用起来简洁且类型安全。下面是一个实用的教程,教你如何用 std::chrono 来进行代码计时。
基本概念:时钟、时间点和持续时间
std::chrono 主要由三部分组成:
- 时钟(Clocks):如
system_clock、steady_clock、high_resolution_clock,提供当前时间。 - 时间点(time_point):某个时钟上的具体时刻。
- 持续时间(duration):两个时间点之间的时间间隔,比如毫秒、微秒等。
对于计时任务,推荐使用 std::chrono::steady_clock,因为它不会受系统时间调整影响,适合测量经过的时间。
单次计时:测量一段代码的运行时间
这是最常见的使用场景。你可以记录开始和结束的时间点,然后计算差值。
立即学习“C++免费学习笔记(深入)”;
#include <iostream> #include <chrono> <p>int main() { // 记录开始时间 auto start = std::chrono::steady_clock::now();</p><pre class='brush:php;toolbar:false;'>// 模拟耗时操作 for (int i = 0; i < 1000000; ++i) { // 做一些工作 } // 记录结束时间 auto end = std::chrono::steady_clock::now(); // 计算耗时(微秒) auto duration = std::chrono::duration_cast<std::chrono::microseconds>(end - start); std::cout << "耗时: " << duration.count() << " 微秒n"; return 0;
}
这里用 duration_cast 将时间差转换为需要的单位,比如 microseconds、milliseconds 或 nanoseconds。
常用时间单位转换
std::chrono 支持多种时间单位,常见的有:
std::chrono::nanosecondsstd::chrono::microsecondsstd::chrono::millisecondsstd::chrono::secondsstd::chrono::minutesstd::chrono::hours
你可以自由转换:
auto ms = std::chrono::duration_cast<std::chrono::milliseconds>(duration); auto sec = std::chrono::duration_cast<std::chrono::seconds>(duration);
封装成可复用的计时类
如果你经常需要计时,可以写一个简单的计时器类:
#include <chrono> #include <iostream> <p>class Timer { public: Timer() : start_(std::chrono::steady_clock::now()) {}</p><pre class='brush:php;toolbar:false;'>void reset() { start_ = std::chrono::steady_clock::now(); } int64_t elapsed_ms() const { return std::chrono::duration_cast<std::chrono::milliseconds>( std::chrono::steady_clock::now() - start_ ).count(); } int64_t elapsed_us() const { return std::chrono::duration_cast<std::chrono::microseconds>( std::chrono::steady_clock::now() - start_ ).count(); }
private: std::chrono::steady_clock::timepoint start; };
// 使用示例 int main() { Timer t; // 执行一些操作 for (int i = 0; i < 500000; ++i); std::cout << “耗时: ” << t.elapsed_us() << ” 微秒n”; return 0; }
这个类可以在多个地方重复使用,调用 reset() 重新开始计时,通过 elapsed_xxx() 获取不同单位的耗时。
基本上就这些。std::chrono 使用起来直观又高效,是现代 C++ 中计时的首选方式。只要记住获取时间点、做差、转换单位这三个步骤,就能轻松掌握。不复杂但容易忽略细节的是选择正确的时钟类型 —— 对于性能测量,steady_clock 最可靠。


