c++ - 如何评估程序的运行时？

Question

我已经开发了一个简单的程序，并希望在实际计算机上评估其运行时性能，例如我的MacBook。
源代码为:

#include <stdio.h>
#include <vector>
#include <ctime>

int main () {
    auto beg = std::clock () ;
    for (int i = 0; i < 1e8; ++ i) {

    }
    auto end = std::clock () ;
    printf ("CPU time used: %lf ms\n", 1000.0*(end-beg)/CLOCKS_PER_SEC) ;
}

它使用gcc编译，并且优化标志设置为默认值。
在bash脚本的帮助下，我运行了1000次，并通过MacBook记录了运行时间，如下所示:

[130.000000, 136.000000): 0
[136.000000, 142.000000): 1
[142.000000, 148.000000): 234
[148.000000, 154.000000): 116
[154.000000, 160.000000): 138
[160.000000, 166.000000): 318
[166.000000, 172.000000): 139
[172.000000, 178.000000): 40
[178.000000, 184.000000): 11
[184.000000, 190.000000): 3

“[a，b):n”表示同一程序的实际运行时间在a毫秒与b毫秒之间，持续n次。

显然，实际的运行时变化很大，并且似乎不是正态分布。有人可以告诉我是什么原因造成的，以及如何正确评估运行时间？

感谢您回答这个问题。

Answer 1

基准测试很难!

简短答案:使用google benchmark

长答案:
有很多事情会干扰时间安排。

计划(操作系统代替您运行其他事情)

CPU扩展(操作系统决定它可以通过降低运行速度来节省能源)

内存争用(想要使用内存的其他方式)

总线争用(与您要交谈的设备通话的其他方式)

高速缓存(CPU保留一个值以避免使用内存)

CPU迁移。 (操作系统将您从一个CPU转移到另一个CPU)

时钟不准确(仅CPU时钟在任何程度上都是准确的，但是如果您迁移，它们会更改)

避免这些影响的唯一方法是禁用CPU缩放，执行“缓存刷新”功能(通常在启动前仅触摸大量内存)，高优先级运行以及将自己锁定在单个CPU上。即使如此，您的时间安排仍然很嘈杂，所以最后一件事就是重复很多，并使用平均值。
这就是为什么 google benchmark之类的工具可能是您最好的选择。

video from CPPCon
也可以使用现场 online