时间测量在C++中不起作用

Time measurement not working in C++

本文关键字：不起作用 C++ 测量 时间      更新时间：2023-10-16

我正在尝试对线性排序等简单算法进行运行时测量。问题是，无论我做什么，时间测量都无法按预期工作。无论我使用什么问题大小，我都能获得相同的搜索时间。我和其他试图帮助我的人都同样感到困惑。

我有一个线性排序函数，看起来像这样：

// Search the N first elements of 'data'.
int linearSearch(vector<int> &data, int number, const int N) {
    if (N < 1 || N > data.size()) return 0;
    for (int i=0;i<N;i++) {
        if (data[i] == number) return 1;
    }
    return 0;
}

我试着用C++11中的time_t和chrono进行时间测量，除了更多的小数外，没有任何运气。这就是我现在搜索时的样子。

vector<int> listOfNumbers = large list of numbers;
for (int i = 15000; i <= 5000000; i += 50000) {
    const clock_t start = clock();
    for (int a=0; a<NUMBERS_TO_SEARCH; a++) {
        int randNum = rand() % INT_MAX;
        linearSearch(listOfNumbers, randNum, i);
    }
    cout << float(clock() - start) / CLOCKS_PER_SEC << endl;
}

结果如何0.126,0.125，0.125，0.124,0.124，…（相同值？）

我已经在VC++、g++和不同的计算机上尝试过这些代码。

首先，我认为是我对搜索算法的实现出了问题。但是像上面这样的线性排序再简单不过了，它显然是O（N）。即使问题规模增加了这么多，时间怎么会一样？我不知道该怎么办。

编辑1:其他人可能会解释为什么会出现这种情况。但在更改后，它实际上在发布模式下工作：如果（data[i]==数字）

收件人：

if (data.at(i) == number)

我不知道为什么会出现这种情况，但在这种变化之后，线性搜索可以正确地测量时间。

执行时间不变的原因是编译器能够优化掉部分代码。

具体来看代码的这一部分：

  for (int a=0; a<NUMBERS_TO_SEARCH; a++) {
      int randNum = rand() % INT_MAX;
      linearSearch(listOfNumbers, randNum, i);
  }

当使用g++5.2和优化级别-O3进行编译时，编译器可以完全优化掉对linearSearch()的调用。这是因为无论是否调用该函数，代码的结果都是相同的。linearSearch的返回值没有在任何地方使用，而且该函数似乎没有副作用。所以编译器可以删除它。

您可以交叉检查和修改内部循环，如下所示。执行时间不应该改变：

  for (int a=0; a<NUMBERS_TO_SEARCH; a++) {
      int randNum = rand() % INT_MAX;
      // linearSearch(listOfNumbers, randNum, i);
  }

循环中剩下的是对rand()的调用，这似乎是您正在测量的。当将data[i] == number更改为data.at(i) == number时，对linearSearch的调用不是没有副作用的，因为at(i)可能会抛出超出范围的异常。因此，编译器并没有完全优化linearSearch代码。然而，对于g++5.2，它仍然会内联它，而不会进行函数调用。

clock（）正在测量CPU时间，也许您想要时间（NULL）？检查此问题

start应该在for循环之前。在您的情况下，每次迭代的start是不同的，它在{ ... }之间是恒定的。

const clock_t start = clock(); for (int i = 15000; i <= 5000000; i += 50000){ ... }

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