c++ - 估计 C++11 中剩余的时间

Question

我正在编写一个进度条类，它每隔 n 输出一个更新的进度条。滴答到 std::ostream :

class progress_bar
{
public:
  progress_bar(uint64_t ticks)
    : _total_ticks(ticks), ticks_occured(0),
      _begin(std::chrono::steady_clock::now())
  ...
  void tick()
  {
    // test to see if enough progress has elapsed
    //  to warrant updating the progress bar
    //  that way we aren't wasting resources printing
    //  something that hasn't changed
    if (/* should we update */)
    {
      ...
    }
  }
private:
  std::uint64_t _total_ticks;
  std::uint64_t _ticks_occurred;
  std::chrono::steady_clock::time_point _begin;
  ...
}

我还想输出剩余时间。我在 another question 上找到了一个公式表示剩余时间是(变量名称已更改以适合我的类(class)):

time_left = (time_taken / _total_ticks) * (_total_ticks - _ticks_occured)

我想为我的类(class)填写的部分是 time_left和 time_taken , 使用 C++11 的新 <chrono>标题。

我知道我需要使用 std::chrono::steady_clock ，但我不确定如何将其集成到代码中。我假设测量时间的最佳方法是 std::uint64_t以纳秒为单位。

我的问题是:

1. <chrono>中有函数吗？这会将纳秒转换为 std::string , 说类似“3 分 12 秒”的内容？
2. 我应该使用 std::chrono::steady_clock::now() 吗？每次我更新我的进度条，并从 _begin 中减去它确定time_left ？
3. 有没有更好的算法来判断time_left

Answer 1

Is there a function in that will convert the nanoseconds into an std::string, say something like "3m12s"?

没有。但我将在下面向您展示如何轻松地做到这一点。

Should I use the std::chrono::steady_clock::now() each time I update my progress bar, and subtract that from _begin to determine time_left?

是的。

Is there a better algorithm to determine time_left

是的。见下文。

编辑

我最初将“滴答声”误解为“时钟滴答声”，而实际上“滴答声”有工作单元和 _ticks_occurred/_total_ticks可以解释为 %job_done。所以我更改了建议的 progress_bar相应地在下面。

我相信方程式:

time_left = (time_taken / _total_ticks) * (_total_ticks - _ticks_occured)

不正确。它没有通过完整性检查:如果 _ticks_occured == 1和 _total_ticks很大，那么time_left大约等于(好吧，稍微少一点)time_taken .这没有意义。

我将上面的等式重写为:

time_left = time_taken * (1/percent_done - 1)

在哪里

percent_done = _ticks_occurred/_total_ticks

现在为 percent_done接近零，time_left接近无穷大，当percent_done方法 1，'time_left接近 0。当 percent_done是 10%，time_left是9*time_taken .这符合我的预期，假设每个工作滴答的时间成本大致呈线性。

class progress_bar
{
public:
  progress_bar(uint64_t ticks)
    : _total_ticks(ticks), _ticks_occurred(0),
      _begin(std::chrono::steady_clock::now())
//  ...
    {}
  void tick()
  {
    using namespace std::chrono;
    // test to see if enough progress has elapsed
    //  to warrant updating the progress bar
    //  that way we aren't wasting resources printing
    //  something that hasn't changed
    if (/* should we update */)
    {
        // somehow _ticks_occurred is updated here and is not zero
        duration time_taken = Clock::now() - _begin;
        float percent_done = (float)_ticks_occurred/_total_ticks;
        duration time_left = time_taken * static_cast<rep>(1/percent_done - 1);
        minutes minutes_left = duration_cast<minutes>(time_left);
        seconds seconds_left = duration_cast<seconds>(time_left - minutes_left);
    }
  }
private:
  typedef std::chrono::steady_clock Clock;
  typedef Clock::time_point time_point;
  typedef Clock::duration duration;
  typedef Clock::rep rep;
  std::uint64_t _total_ticks;
  std::uint64_t _ticks_occurred;
  time_point _begin;
  //...
};

只要有可能，std::chrono::durations 中的流量。那样<chrono>为您完成所有转换。 typedef 可以简化长名称的输入。将时间分解为分钟和秒就像上图一样简单。

正如 bames53 在他的回答中指出的那样，如果您想使用我的 <chrono_io>设施，这也很酷。您的需求可能很简单，您不想这样做。这是一个判断电话。 bames53 的回答很好。我认为这些额外的详细信息也可能有帮助。

编辑

我不小心在上面的代码中留下了一个错误。而不是仅仅修补上面的代码，我认为指出错误并展示如何使用 <chrono> 是个好主意。修复它。

错误在这里:

duration time_left = time_taken * static_cast<rep>(1/percent_done - 1);

这里:

typedef Clock::duration duration;

在实践中steady_clock::duration通常基于整数类型。 <chrono>称之为 rep (表示 的缩写)。而当percent_done大于 50%，该因子乘以 time_taken将小于 1。当 rep是整数，它被转换为 0。所以这个 progress_bar仅在前 50% 期间表现良好，在最后 50% 期间预测剩余时间为 0。

解决这个问题的关键是输入 duration基于 float 而不是整数的 s。和 <chrono>使这很容易做到。

typedef std::chrono::steady_clock Clock;
typedef Clock::time_point time_point;
typedef Clock::period period;
typedef std::chrono::duration<float, period> duration;

duration现在与 steady_clock::duration 具有相同的滴答周期但使用 float为代表。现在计算 time_left可以离开 static_cast:

duration time_left = time_taken * (1/percent_done - 1);

这里是包含这些修复的整个包:

class progress_bar
{
public:
  progress_bar(uint64_t ticks)
    : _total_ticks(ticks), _ticks_occurred(0),
      _begin(std::chrono::steady_clock::now())
//  ...
    {}
  void tick()
  {
    using namespace std::chrono;
    // test to see if enough progress has elapsed
    //  to warrant updating the progress bar
    //  that way we aren't wasting resources printing
    //  something that hasn't changed
    if (/* should we update */)
    {
        // somehow _ticks_occurred is updated here and is not zero
        duration time_taken = Clock::now() - _begin;
        float percent_done = (float)_ticks_occurred/_total_ticks;
        duration time_left = time_taken * (1/percent_done - 1);
        minutes minutes_left = duration_cast<minutes>(time_left);
        seconds seconds_left = duration_cast<seconds>(time_left - minutes_left);
        std::cout << minutes_left.count() << "m " << seconds_left.count() << "s\n";
    }
  }
private:
  typedef std::chrono::steady_clock Clock;
  typedef Clock::time_point time_point;
  typedef Clock::period period;
  typedef std::chrono::duration<float, period> duration;
  std::uint64_t _total_ticks;
  std::uint64_t _ticks_occurred;
  time_point _begin;
  //...
};

没有什么比得上一点测试了……;-)