如何进行代码运行效率实测？

[icbm]

我写了一段代码，想知道它的运行效率。因为一段代码的执行时间非差短，我想通过多次执行，最后求平均值的办法来得到代码的执行时间，从而得知代码的运行效率。

伪码是这样：

BeginTime = Now; // 记录起始时间

for (i=0; i< 100000; ++i) // 执行100000次
{
// 要测试运行效率的代码
Test;
}

EndTime = Now; // 记录结束时间

RunTime = (EndTime - BeginTime) / 100000; // 代码的执行时间



可是这样会有几个问题：
1、最后记录的总时间中，既包括了Test运行的时间，也包括了for循环运行的时间。而实际上，我只是想知道Test运行的时间。特别是当Test与for循环运行时间相差不大的时候，误差会比较大。
2、CPU的流水操作会预测指令的执行，for循环过多的跳转会导致CPU预测不准确，从而增加了运行总时间误差。


我修改了伪码，使它变成这样：

BeginTime = Now; // 记录起始时间

for (i=0; i< 10000; ++i) // 执行10000次
{
// 要测试运行效率的代码，运行10次
Test;
Test;
Test;
Test;
Test;
Test;
Test;
Test;
Test;
Test;
}

EndTime = Now; // 记录结束时间

RunTime = (EndTime - BeginTime) / 100000; // 代码的执行时间

我的结论：

1、这样减少了for循环运行的次数，从而减小了for循环执行时间带来的误差。
2、减少了for循环执行的跳转，从而减少for循环的跳转会导致CPU预测不准确的增加的负担。

我得出个结论，尽量减少for的执行次数，会使得到的实测结果更准确。于是最后的伪码成了这样：


BeginTime = Now; // 记录起始时间

// 要测试运行效率的代码，运行100000次
Test;
Test;
Test;
Test;
Test;
Test;
Test;
Test;
Test;
Test;
... ... // Test;共100000行。余下省略

EndTime = Now; // 记录结束时间

RunTime = (EndTime - BeginTime) / 100000; // 代码的执行时间

结果最后的源代码和编译后的可执行程序非常大。不知各位有什么好的办法、建议。欢迎大家指点、讨论。

[jixingzhong]

for 循环本身基本不需要什么时间 ....

它不就是一个条件判断 加 一个++操作么 ...

[jixingzhong]

一般上来说，
你要测试的代码如果说运行时间都接近这个 for 本身了，
那么这个效率是相当的高了 ....

相比而言，
需要测试的时候，
程序可能是在 效率要求门槛上的，
如果结果显然符合要求， 那还做什么呢 ？

[jixingzhong]

否则可以这样，
记录一个 空的 for (i=0; i< 10000; ++i) // 执行10000次
运行时间，
然后把你的 for 减去这个纯粹的for，
结果就是了 ～～

不过空的for可能时间很少，
需要比较精确，
如果是在 Win 下，
使用 QueryPerformanceFrequency()和 QueryPerformanceCounter()函数 ...

[jixingzhong]

方式七：对于精确度要求更高的定时操作，则应该使用QueryPerformanceFrequency()和 QueryPerformanceCounter()函数。这两个函数是VC提供的仅供Windows 95及其后续版本使用的精确时间函数，并要求计算机从硬件上支持精确定时器。如示例工程中的Timer7、Timer7_1、Timer7_2、Timer7_3。
QueryPerformanceFrequency()函数和QueryPerformanceCounter()函数的原型如下：
BOOL QueryPerformanceFrequency(LARGE_INTEGER ＊lpFrequency);
BOOL QueryPerformanceCounter(LARGE_INTEGER ＊lpCount);
　　数据类型ARGE_INTEGER既可以是一个8字节长的整型数，也可以是两个4字节长的整型数的联合结构， 其具体用法根据编译器是否支持64位而定。该类型的定义如下：
typedef union _LARGE_INTEGER
{
struct
{
DWORD LowPart ;// 4字节整型数
LONG HighPart;// 4字节整型数
};
LONGLONG QuadPart ;// 8字节整型数

}LARGE_INTEGER ;
　　在进行定时之前，先调用QueryPerformanceFrequency()函数获得机器内部定时器的时钟频率， 然后在需要严格定时的事件发生之前和发生之后分别调用QueryPerformanceCounter()函数，利用两次获得的计数之差及时钟频率，计算出事件经 历的精确时间。下列代码实现1ms的精确定时：
LARGE_INTEGER litmp;
LONGLONG QPart1,QPart2;
double dfMinus, dfFreq, dfTim;
QueryPerformanceFrequency(&litmp);
dfFreq = (double)litmp.QuadPart;// 获得计数器的时钟频率
QueryPerformanceCounter(&litmp);
QPart1 = litmp.QuadPart;// 获得初始值
do
{
QueryPerformanceCounter(&litmp);
QPart2 = litmp.QuadPart;//获得中止值
dfMinus = (double)(QPart2-QPart1);
dfTim = dfMinus / dfFreq;// 获得对应的时间值，单位为秒
}while(dfTim<0.001);
　　其定时误差不超过1微秒，精度与CPU等机器配置有关。 下面的程序用来测试函数Sleep(100)的精确持续时间：
LARGE_INTEGER litmp;
LONGLONG QPart1,QPart2;
double dfMinus, dfFreq, dfTim;
QueryPerformanceFrequency(&litmp);
dfFreq = (double)litmp.QuadPart;// 获得计数器的时钟频率
QueryPerformanceCounter(&litmp);
QPart1 = litmp.QuadPart;// 获得初始值
Sleep(100);
QueryPerformanceCounter(&litmp);
QPart2 = litmp.QuadPart;//获得中止值
dfMinus = (double)(QPart2-QPart1);
dfTim = dfMinus / dfFreq;// 获得对应的时间值，单位为秒
　　由于Sleep()函数自身的误差，上述程序每次执行的结果都会有微小误差。下列代码实现1微秒的精确定时：
LARGE_INTEGER litmp;
LONGLONG QPart1,QPart2;
double dfMinus, dfFreq, dfTim;
QueryPerformanceFrequency(&litmp);
dfFreq = (double)litmp.QuadPart;// 获得计数器的时钟频率
QueryPerformanceCounter(&litmp);
QPart1 = litmp.QuadPart;// 获得初始值
do
{
QueryPerformanceCounter(&litmp);
QPart2 = litmp.QuadPart;//获得中止值
dfMinus = (double)(QPart2-QPart1);
dfTim = dfMinus / dfFreq;// 获得对应的时间值，单位为秒
}while(dfTim<0.000001);
其定时误差一般不超过0.5微秒，精度与CPU等机器配置有关。

[icbm]

我只想知道如何准确测试代码的执行时间。

因为理论上的代码执行效率可以通过算法复杂度来估算，但代码的实际执行受到不同种类的CPU的指令、缓存命中率、指令分支预测准确性等等，有的时候差别会很大。这些都很难估计。

这时，只能通过实测来比较相同功能的不同代码，来判定代码的执行效率。希望尽量避免代码执行环境的影响，尽量准确的测试代码的执行时间。

这种实测办法是我自己想出来的。我没有查到相关的资料，所以很想和大家交流一下。看看大家的意见。

[icbm]

谢谢　jixingzhong(瞌睡虫·星辰) ！:) 不知还有没有其它的办法，集思广义啊。

[creamymami]

用个频率为1的CPU做试验

[LiChenYue]

你的办法其实很好了！
顶一下！
蹭点分！