Question

我正在尝试对线性排序等简单算法进行运行时测量。问题在于，无论我做什么，时间测量都不会按预期工作。无论我使用什么问题，我都会得到相同的搜索时间。我和其他试图帮助我的人同样感到困惑。

我有一个线性排序函数，如下所示：

// Search the N first elements of 'data'.
int linearSearch(vector<int> &data, int number, const int N) {
    if (N < 1 || N > data.size()) return 0;

    for (int i=0;i<N;i++) {
        if (data[i] == number) return 1;
    }

    return 0;
}

我试图用C ++ 11中的time_t和chrono进行时间测量而没有任何运气，除了更多的小数。这就是我正在搜索时的样子。

vector<int> listOfNumbers = large list of numbers;

for (int i = 15000; i <= 5000000; i += 50000) {
    const clock_t start = clock();

    for (int a=0; a<NUMBERS_TO_SEARCH; a++) {
        int randNum = rand() % INT_MAX;
        linearSearch(listOfNumbers, randNum, i);
    }

    cout << float(clock() - start) / CLOCKS_PER_SEC << endl;
}

结果？ 0.126,0.125,0.125,0.124,0.124，...（相同的值？）

我已尝试使用VC ++，g ++和不同的计算机上的代码。

首先我认为这是我的搜索算法实现的错误。但是像上面这样的线性排序不能变得更简单，它显然是O（N）。即使问题规模增加太多，时间如何才能相同？我不知道该怎么做。

编辑1： 其他人可能会解释为什么会这样。但它在更改后实际上在发布模式下工作： if（data [i] == number）

要：

if (data.at(i) == number)

我不知道为什么会这样，但线性搜索可能会在更改后正确测量时间。

Answer 1

大约恒定执行时间的原因是编译器能够优化部分代码。

具体看这部分代码：

  for (int a=0; a<NUMBERS_TO_SEARCH; a++) {
      int randNum = rand() % INT_MAX;
      linearSearch(listOfNumbers, randNum, i);
  }

使用g ++ 5.2和优化级-O3进行编译时，编译器可以完全优化对linearSearch()的调用。这是因为无论是否调用该函数，代码的结果都是相同的。 linearSearch的返回值不会在任何地方使用，并且该函数似乎没有副作用。所以编译器可以删除它。

您可以按如下方式交叉检查和修改内部循环。执行时间不应改变：

  for (int a=0; a<NUMBERS_TO_SEARCH; a++) {
      int randNum = rand() % INT_MAX;
      // linearSearch(listOfNumbers, randNum, i);
  }

循环中剩下的是对rand()的调用，这就是您正在测量的内容。将data[i] == number更改为data.at(i) == number时，对linearSearch的调用不会产生副作用，因为at(i)可能会抛出超出范围的异常。因此，编译器不会完全优化linearSearch代码。但是，使用g ++ 5.2，它仍会内联它而不进行函数调用。

Answer 2

clock（）正在测量CPU时间，也许你想要时间（NULL）？检查此issue

Answer 3

start应该在for循环之前。在您的情况下，start对于每次迭代都是不同的，它在{ ... }之间保持不变。

const clock_t start = clock(); for (int i = 15000; i <= 5000000; i += 50000){ ... }

时间测量不适用于C ++

3 个答案: