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这篇CFSDN的博客文章如何计算函数的执行时间？由作者收集整理，如果你对这篇文章有兴趣，记得点赞哟.

关于时间的文章，大家可以参考我之前的一篇文章《C语言操作时间函数，实现定时执行某个任务小程序》 。

0、问题描述 。

粉丝想计算一个函数的执行时间.

1、问题分析 。

函数的执行时间的统计在嵌入式系统中会被频繁的用到，知识点很重要。本文从两个方面来讨论类似的问题:

1. 程序内计算一个函数的执行时间
2. 计算一个程序的执行时间

2、程序内如何计算一个函数的执行时间？

1. 思路 。

我们在执行函数前后分别记录下时间戳，然后计算两个时间戳的差值即可.

我们需要借助函数clock_gettime来实现这个功能。看下该函数的定义:

#include <time.h>  。

  。

int clock_gettime(clockid_t clk_id, struct timespec* tp);  。

  。

可以根据需要，获取不同要求的精确时间  。

  。

参数：  。

clk_id :   。

 检索和设置的clk_id指定的时钟时间。  。

 CLOCK_REALTIME:系统实时时间,随系统实时时间改变而改变,即从UTC1970-1-1 0:0:0开始计时,中间时刻如果系统时间被用户改成其他,则对应的时间相应改变  。

  CLOCK_MONOTONIC:从系统启动这一刻起开始计时,不受系统时间被用户改变的影响  。

  CLOCK_PROCESS_CPUTIME_ID:本进程到当前代码系统CPU花费的时间  。

  CLOCK_THREAD_CPUTIME_ID:本线程到当前代码系统CPU花费的时间  。

tp :   。

 获取的时间戳会存放到该结构体变量中  。

 struct timespec  。

 {  。

         time_t tv_sec; /* 秒*/  。

         long tv_nsec; /* 纳秒*/  。

 };  。

返回值：  。

 成功  0  。

 失败 -1  ，同时errno会被赋值  。

因为我们希望计算执行某个函数的时间，所以我们第一个参数选择CLOCK_MONOTONIC.

2. 实例1 。

我们先来实现一个简单的程序:

 1 #include <stdio.h>                                                                 。

 2 #include <stdlib.h>  。

 3 #include <stdint.h>  。

 4 #include <time.h>  。

 5 #include <sys/time.h>  。

 6 #include <sys/stat.h>  。

 7 #include <sys/types.h>  。

 8 #include <unistd.h>  。

 9 #include <string.h>  。

10   。

11 int main()  。

12 {  。

13     int rc;  。

14     struct timespec ts_start, ts_end;  。

15       。

16     //start time before call function  。

17     rc = clock_gettime(CLOCK_MONOTONIC, &ts_start);  。

18       。

19     printf("you can call your function here\n");  。

20       。

21     //end time before call function   。

22     rc = clock_gettime(CLOCK_MONOTONIC, &ts_end);  。

23       。

24     printf("CLOCK_MONOTONIC reports %ld.%09ld seconds\n",  。

25             ts_end.tv_sec - ts_start.tv_sec, ts_end.tv_nsec - ts_start.tv_nsec);  。

26 }  。

19行 我们可以将自己要执行的函数放置在此处.

编译 。

gcc runtime.c -lrt  。

注意需要增加动态链接库lrt，函数clock_gettime()定义于该库中.

执行结果如下:

root@ubuntu:/home/peng/zhh# ./a.out   。

you can call your function here  。

CLOCK_MONOTONIC reports 0.000013689 seconds  。

3. 实例2-更完善的一个例子 。

第一个实例比较简单，实际在应用中，尤其是在网络通信中，经常需要计算收发数据包的总共时间，以网络的速率。现在我们增加功能如下:

1. 检查执行函数前后的时间戳合法性，因为有时候记录的时间会比较长，会有数据溢出等问题
2. 循环累加总共执行时间，计算总共执行时间，然后根据执行次数计算平均执行时间

a) 检查时间合法性 。

timespec_check() 。

static int timespec_check(struct timespec *t)  。

{  。

 if((t->tv_nsec <0 ) || (t->tv_nsec >= 1000000000))  。

  return -1;  。

  。

 return 0;  。

}  。

功能：  。

 该函数检查时间戳的成员tv_nsec，该值不能小于0，也不能大于1000000000  。

参数：  。

 t 时间戳  。

返回值  。

 成功返回 0  。

 非法返回-1  。

timespec_sub() 。

static void timespec_sub(struct timespec *t1,  struct timespec *t2)  。

{  。

 if (timespec_check(t1) < 0) {  。

  fprintf(stderr, "invalid time #1: %lld.%.9ld.\n",  。

   (long long) t1->tv_sec,t1->tv_nsec);  。

  return;  。

 }  。

 if (timespec_check(t2) < 0) {  。

  fprintf(stderr, "invalid time #2: %lld.%.9ld.\n",  。

   (long long) t2->tv_sec,t2->tv_nsec);  。

  return;  。

 }   。

  。

 t1->tv_sec -= t2->tv_sec;  。

 t1->tv_nsec -= t2->tv_nsec;  。

 if (t1->tv_nsec >= 1000000000)  。

 {//tv_nsec 超过1000000000，秒需要加1  。

  t1->tv_sec++;  。

  t1->tv_nsec -= 1000000000;  。

 }  。

 else if (t1->tv_nsec < 0)  。

 {//tv_nsec 小于0，秒需要减1  。

  t1->tv_sec--;  。

  t1->tv_nsec += 1000000000;  。

 }  。

}  。

功能：  。

 该函数首先检查参数t1、t2合法性，然后用t1的时间减去t2的时间，并把结果存放到t1  。

参数：  。

 t1:对应函数执行执行结束的时间  。

 t2:对应函数执行之前的时间  。

返回值:  。

 无  。

b) 实现 。

 1 #include <stdio.h>   。

 2 #include <stdlib.h>  。

 3 #include <stdint.h>  。

 4 #include <time.h>  。

 5 #include <sys/time.h>  。

 6 #include <sys/stat.h>  。

 7 #include <sys/types.h>  。

 8 #include <unistd.h>  。

 9 #include <string.h>  。

10   。

11   。

12 static int timespec_check(struct timespec *t)  。

13 {  。

14     if((t->tv_nsec <0 ) || (t->tv_nsec >= 1000000000))  。

15         return -1;  。

16   。

17     return 0;  。

18 }  。

19   。

20 static void timespec_sub(struct timespec *t1,  struct timespec *t2)  。

21 {  。

22     if (timespec_check(t1) < 0) {  。

23         fprintf(stderr, "invalid time #1: %lld.%.9ld.\n",  。

24             (long long) t1->tv_sec,t1->tv_nsec);  。

25         return;  。

26     }  。

27     if (timespec_check(t2) < 0) {  。

28         fprintf(stderr, "invalid time #2: %lld.%.9ld.\n",  。

29             (long long) t2->tv_sec,t2->tv_nsec);  。

30         return;  。

31     }  。

32   。

33     t1->tv_sec -= t2->tv_sec;  。

34     t1->tv_nsec -= t2->tv_nsec;  。

35     if (t1->tv_nsec >= 1000000000)  。

36     {  。

37         t1->tv_sec++;  。

38         t1->tv_nsec -= 1000000000;  。

39     }  。

40     else if (t1->tv_nsec < 0)  。

41     {  。

42         t1->tv_sec--;  。

43         t1->tv_nsec += 1000000000;  。

44     }  。

45 }  。

46   。

47 int main()  。

48 {  。

49     int rc;  。

50     int count = 10;  。

51     long t_time_n = 0;  //nano secend  。

52     long t_time_s = 0;  //secnd  。

53     struct timespec ts_start, ts_end;  。

54   。

55   。

56     while (count--) {  。

57   。

58         rc = clock_gettime(CLOCK_MONOTONIC, &ts_start);  。

59         usleep(200);  。

60   。

61         rc = clock_gettime(CLOCK_MONOTONIC, &ts_end);                                                           。

62   。

63         timespec_sub(&ts_end, &ts_start);  。

64         t_time_n += ts_end.tv_nsec;  。

65         t_time_s += ts_end.tv_sec;  。

66   。

67         #if 0  。

68         printf("CLOCK_MONOTONIC reports %ld.%09ld seconds\n",   。

69                 ts_end.tv_sec, ts_end.tv_nsec);       。

70         #endif  。

71     }  。

72     printf("** Total time %lds + %ld nsec\n",t_time_s,t_time_n);  。

73 }  。

编译执行如下:

root@ubuntu:/home/peng/zhh# ./a.out   。

** Total time 0s + 9636103 nsec  。

3、计算程序的执行时间 。

有时候我们还想知道执行某个程序需要多少时间，我们可以借助命令time.

1. 命令time 。

Linux time命令的用途，在于量测特定指令执行时所需消耗的时间及系统资源等信息.

CPU资源的统计包括实际使用时间(real time)、用户态使用时间(the process spent in user mode)、内核态使用时间(the process spent in kernel mode).

2. 语法 。

time [options] COMMAND [arguments]  。

3. 例1 。

1. root@ubuntu:/home/peng/zhh# time date    。

2. Tue Feb 23 03:44:27 PST 2021  。

3.   。

4. real    0m0.001s  。

5. user    0m0.000s  。

6. sys     0m0.000s  。

• 在以上实例中，执行命令"time date"(见第1行)。
• 系统先执行命令"date"，第2行为命令"date"的执行结果。
• 第3-6行为执行命令"date"的时间统计结果，其中第4行"real"为实际时间，第5行"user"为用户CPU时间，第6行"sys"为系统CPU时间。以上三种时间的显示格式均为MMmNN[.FFF]s。

4. 例2 。

我们也可以测试上一章我们编写的程序:

root@ubuntu:/home/peng/zhh# time ./a.out   。

** Total time 0s + 9649603 nsec, avg_time = -9649603.000000   。

  。

real 0m0.010s  。

user 0m0.000s  。

sys     0m0.000s  。

下面我们将59行代码中的usleep(200)修改成sleep(1) 重新编译执行，10秒后会打印如下执行结果:

root@ubuntu:/home/peng/zhh# time ./a.out   。

** Total time 10s + 8178015 nsec  。

  。

real 0m10.009s  。

user 0m0.000s  。

sys  0m0.000s  。

结果和预期基本一致.

大家可以根据我的代码，方便的将该功能移植到自己的项目中.

  。

原文地址：https://mp.weixin.qq.com/s/WkXgVoL75_Rsb7m-SQljmw 。

最后此篇关于如何计算函数的执行时间？的文章就讲到这里了,如果你想了解更多关于如何计算函数的执行时间？的内容请搜索CFSDN的文章或继续浏览相关文章，希望大家以后支持我的博客！ 。