Почему я не могу просмотреть время выполнения (наносекунды)?

Question

Я пытаюсь посмотреть, что время выполнения в моем коде. Код - моя попытка решения проблемы Эйлера 5. Когда я пытаюсь вывести время выполнения, это дает 0 нс.

#define MAX_DIVISOR 20

bool isDivisible(long, int);

int main() {

auto begin = std::chrono::high_resolution_clock::now();

int d = 2;
long inc = 1;
long i = 1;
while (d < (MAX_DIVISOR + 1)) {
    if ((i % d) == 0) {
        inc = i;
        i = inc;
        d++;
    }
    else {
        i += inc;
    }
}
auto end = std::chrono::high_resolution_clock::now();

printf("Run time: %llu ns\n", (std::chrono::duration_cast<std::chrono::nanoseconds>(end - begin).count())); // Gives 0 here.
std::cout << "ANS: " << i << std::endl;

system("pause");
return 0;

}

Answer 1

Оценка, которую вы собираетесь делать, не является точной, лучший подход - это измерить потребление времени процессором вашей программы (поскольку другие процессы также выполняются одновременно с вашим процессом, поэтому время, которое вы пытаетесь измерить, может быть сильно затронуто, если интенсивно выполняются задачи процессора работает параллельно с вашим процессом).
Поэтому я советую использовать уже реализованные профилировщики, если вы хотите оценить производительность своего кода.

Учитывая вашу задачу: если операционная система не обеспечивает необходимую точность времени, вам нужно увеличить общее время, которое вы пытаетесь оценить, самый простой способ - запустить программу n раз и рассчитать среднее значение, этот метод обеспечивает такое преимущество, что путем вычисления среднего значения вы может устранить ошибки, возникшие из-за интенсивных задач ЦП, выполняемых одновременно с вашим процессом.

Вот фрагмент кода того, как я вижу возможную реализацию:

#include <iostream>
using namespace std;

#define MAX_DIVISOR 20

bool isDivisible(long, int);

void doRoutine()
{
  int d = 2;
  long inc = 1;
  long i = 1;
  while (d < (MAX_DIVISOR + 1)) 
  {
        if (isDivisible(i, d)) 
        {
            inc = i;
            i = inc;
            d++;
        }
        else 
        {
            i += inc;
        }
   }
}

int main() {

auto begin = std::chrono::high_resolution_clock::now();
const int nOfTrials = 1000000;

for (int i = 0; i < nOfTrials; ++i)
    doRoutine();

auto end = std::chrono::high_resolution_clock::now();

printf("Run time: %llu ns\n", (std::chrono::duration_cast<std::chrono::nanoseconds>(end - begin).count()/ nOfTrials)); // Gives 0 here.
std::cout << "ANS: " << i << std::endl;

system("pause");
return 0;

Answer 2

Временное разрешение std::chrono::high_resolution_clock::now() зависит от системы.

Вы можете узнать порядок величины с небольшим фрагментом кода здесь (редактировать: здесь у вас есть более точная версия):

chrono::nanoseconds mn(1000000000);  // asuming the resolution is higher
for (int i = 0; i < 5; i++) {
    using namespace std::chrono; 
    nanoseconds dt; 
    long d = 1000 * pow(10, i);
    for (long e = 0; e < 10; e++) {
        long j = d + e*pow(10, i)*100;
        cout << j << " ";
        auto begin = high_resolution_clock::now();
        while (j>0)
            k = ((j-- << 2) + 1) % (rand() + 100);
        auto end = high_resolution_clock::now();
        dt = duration_cast<nanoseconds>(end - begin);
        cout << dt.count() << "ns = " 
             << duration_cast<milliseconds>(dt).count() << " ms" << endl;
        if (dt > nanoseconds(0) && dt < mn)
            mn = dt;
    }
}
cout << "Minimum resolution observed: " << mn.count() << "ns\n";

где к является глобальным volatile long k; чтобы оптимизатор не мешал слишком сильно.

Под окнами я получаю здесь 15мс. Тогда у вас есть альтернативы для конкретной платформы. Для окон существует высокопроизводительный генератор, который позволяет измерять время ниже 10 мкс (см. Здесь http://msdn.microsoft.com/en-us/library/windows/desktop/dn553408%28v=vs.85%29.aspx), но все еще не в наносекундном диапазоне.

Если вы хотите очень точно рассчитать время выполнения кода, вы можете повторно выполнить его большим циклом и разделить общее время на количество итераций.