如何知道在 C++ 中计算算法的执行时间？

Posted 2023-02-22

【中文标题】如何知道在 C++ 中计算算法的执行时间？

【英文标题】：How to know calculate the execution time of an algorithm in c++?

【发布时间】：2009-12-22 22:57:20

【问题描述】：

我想通过查看算法的运行时性能来测试哪种数据结构最好，我该怎么做？

例如我已经有一个hashmap<string, int> hmp;假设我的hashmap 中有"apple" 我想知道执行以下语句需要多长时间：hmp["apple"]。

我该如何计时？

谢谢！

【问题讨论】：

测试单个查找完全没有意义。

【参考方案1】：

首先看看我对this question的回复；它包含一个可移植的（windows/linux）函数来获取以毫秒为单位的时间。

接下来，做这样的事情：

int64 start_time = GetTimeMs64();
const int NUM_TIMES = 100000; /* Choose this so it takes at the very least half a minute to run */

for (int i = 0; i < NUM_TIMES; ++i) 
   /* Code you want to time.. */


double milliseconds = (GetTimeMs64() - start_time) / (double)NUM_TIMES;

全部完成！ （注意我没试过编译）

【讨论】：

选择代码到时间也是很敏感的。编译器可以优化掉所有的迭代。

这个不编译不知道int64是什么？我必须包括一些东西吗？

【参考方案2】：

您可以调整程序以执行数千或数百万个 hashmap 查找，理想情况下是随机选择的，并计时。

【参考方案3】：

如果您真的想在数据结构之间做出决定，您需要设计一个至少近似于您将如何使用该结构的测试。一些结构对少量数据表现更好，一些结构对大量数据表现更好。有些在您进行大量读取时表现更好，有些在您进行大量插入/写入时表现更好。有些在几乎完全相同的数据上表现更好，有些在非常不同的数据上表现更好。有些算法如果只执行一次，性能会更好，而另一些算法如果执行一百万次，性能会更好，因为它们具有更好的代码局部性，使得缓存命中的可能性更大。我的意思是，祝你好运:)

【参考方案4】：

您可以考虑将数据绘制成图表并导出其（数学）函数。运行一些试验，例如 10、100、1000、10000 和 100000 次迭代。使用迭代次数作为 x 变量并将结果时间作为 y 变量，绘制图表。从中您可以确定描述代码性能的函数，使用线性回归（也称为软件中的曲线拟合） - 我使用 Graphical Analysis 为此。

使用其他数据结构/代码重复试验并执行相同的图形过程，然后比较您的图形和函数。

您还可以使用此数据来确定每个数据结构的有效 Big O 时间复杂度。