Question

我想测试大循环中某些代码的排序速度，例如1000000000次。当我在调试模式下运行程序时，我看到了3.192秒的持续时间，但在释放模式下，持续时间为0.000。我通过biger计数器测试，但它是0.000秒。对于我用于计数器的每个更大的数字，例如在释放模式中的10000000000，此过程和结果是相等的有什么问题？

我的代码是：

#include<time.h>
#include<iostream>

int main() {
    clock_t t1, t2;



double d1 = 97.9834;
double d2 = 897.9134;
double d3 = 0.0;

t1 = clock();
for (size_t i = 0; i < 1000000000; i++)
{
    d3 = d1 + d2;
}

t2 = clock();

char msg[100];
sprintf_s(msg, 100, "time is :%.3f\n", double(t2 - t1) / 1000.0);
cout << msg << endl;


return 0;
}

Answer 1

编译器需要生成优化代码，该代码表现为＆＃34; as-if＆＃34;除了执行时间之外，它没有做任何优化（除了一些例外，例如快速数学浮点优化）。您可以关闭优化，但之后您将无法测量优化代码。

问题的根源是，你无法衡量你想要衡量的东西，或者你已经得到了正确的结果（循环被优化掉了，应该如此）。但是，如果要强制编译器生成代码，则有一个关键字：volatile

volatile double d1 = 97.9834;
volatile double d2 = 897.9134;
volatile double d3 = 0.0;

现在需要编译器将变量放入内存，并且实际读取d1和d2的值，并将结果写入d3，当循环中的加法语句执行此操作时，循环迭代的次数。你只能使这些中的一个或两个变为volatile，因此编译器可以跳过一些代码或将非易失性变量保存在寄存器中，循环会更快。

在使这些变量变得易变之后，你会测量一些有用的东西，这取决于你实际想要测量的东西......

更多信息：C和C ++中volatile的目的是告诉编译器这个变量类似于内存映射的硬件寄存器，读取或写入它有一些外部效果，所以它永远不能被优化掉。它在PC程序中很少有用，尽管常见的误解与多线程编程无关（与Java中的不同）。

Answer 2

你需要以某种方式隐藏优化器中操作的无用性。但是，由于您希望测量操作优化的时间长度，因此在说服优化器不要完全删除操作的过程中，您不希望破坏操作本身的优化。

如果d3 = d1 + d2; d3和d1或d2之一变为d3 = d1 + d2;，则d3 = d1 + d2;无法做多少事情，您可以阻止优化工具排除您想要衡量的工作，但是以增加一些您可能不想衡量的工作为代价。

在其他情况下，有更好的方法可以防止优化程序删除您要测量的内容。在较大的情况下，一种常见的方法是将关键部分放入不同的编译单元，以便优化器无法看到不那部分。但在这种情况下，这样做的调用开销会比volatile的额外成本更糟糕。

如果问题是简化的＆＃34;为什么不测量发布时间＆＃34;并且你真的想要测量比return User::whereIn('id', [1, 2, 3]) ->whereLang($channel) ->get();更复杂的东西，你可能会更好地帮助询问你真正想要测量的东西。但如果目标确实是return User::whereIn('id', function () { return FooBar::whereFooId('u' . $user->id)->get(['users'])->toArray(); }) ->whereLang($lang) ->get();则没有答案。所花费的时间完全取决于它的使用方式，包括优化器看到它没用时需要零时间。

Answer 3

我相信这个for循环已经在生产代码中进行了优化，因为它没有做任何有用的事情：你从不使用d3的值，为什么甚至计算它？

如果要执行此循环，请关闭优化（将-O0传递给编译器）。

Answer 4

除了完全优化for循环外，clock()函数不是衡量时间的世界上最好的工具。对于初学者，你肯定想要做的是开始clock()刻度变化的测量（clock()刻度粒度相对较低，与高精度计数器相比）。请参阅CLOCKS_PER_SEC，例如在MSVC中仅为1000。在clock()刻度中间开始测量时，结果将非常不一致。

常见的模式是为了提高结果的一致性：

clock_t start;
const clock_t tmp = clock();
do {
    start = clock();
} while (tmp == start);

// execute the code

const clock_t end = clock();

Answer 5

您必须利用性能测试结果来防止不必要的优化。一种方法是使变量'volatile'：

#include<time.h>
#include<iostream>

volatile double d = 0;
int main() {
    clock_t t1 = clock();
    for (size_t i = 0; i < 1000000000; i++)
    {
        d = 0;
    }
    clock_t t2 = clock();
    std::cout << "time is " << t2 - t1 << std::endl;
    // Debug:   3474486
    // Release:  484208

    return 0;
}

在发布模式下运行程序

5 个答案: