如何显示程序运行时间 c语言

要显示程序运行时间，可以使用C语言中的clock()函数、time()函数、以及高精度的gettimeofday()函数等。其中，clock()函数通过计算CPU时间来测量程序执行时间，而time()函数和gettimeofday()函数则通过系统时间来测量。本文将详细介绍这些方法，尤其是使用clock()函数的具体实现。

一、使用clock()函数

clock()函数是C语言标准库中的一个函数，它返回程序运行的CPU时间。这个时间是从程序启动到调用clock()函数时的CPU时间，单位是clock ticks。要将clock ticks转换为秒，需要除以CLOCKS_PER_SEC常量。

1、clock()函数的使用

clock()函数的原型在<time.h>头文件中定义。以下是一个简单的示例，展示如何使用clock()函数来测量程序的运行时间。

#include <stdio.h>
#include <time.h>
int main() {
    clock_t start, end;
    double cpu_time_used;
    start = clock();
    // 这里是你想测量的代码
    for (int i = 0; i < 100000000; i++);
    end = clock();
    cpu_time_used = ((double) (end - start)) / CLOCKS_PER_SEC;
    printf("程序运行时间: %f 秒n", cpu_time_used);
    return 0;
}

在这个示例中，程序首先记录了程序开始执行的时间，然后执行一段代码（一个简单的for循环），最后记录程序结束执行的时间，并计算出两者的差值。这个差值就是程序的运行时间。

2、clock()函数的优缺点

优点：

简单易用，只需要包含<time.h>头文件。
适用于大多数需要测量CPU时间的场合。

缺点：

对于多线程程序，clock()函数的结果可能不准确，因为它只测量当前线程的CPU时间。
在某些系统上，clock()函数的精度可能不够高。

二、使用time()函数

time()函数可以用来获取当前的系统时间。通过记录程序开始和结束时的系统时间，可以计算出程序的运行时间。

1、time()函数的使用

time()函数的原型在<time.h>头文件中定义。以下是一个简单的示例，展示如何使用time()函数来测量程序的运行时间。

#include <stdio.h>
#include <time.h>
int main() {
    time_t start, end;
    start = time(NULL);
    // 这里是你想测量的代码
    for (int i = 0; i < 100000000; i++);
    end = time(NULL);
    printf("程序运行时间: %ld 秒n", end - start);
    return 0;
}

在这个示例中，程序首先记录了程序开始执行的系统时间，然后执行一段代码，最后记录程序结束执行的系统时间，并计算出两者的差值。这个差值就是程序的运行时间。

2、time()函数的优缺点

优点：

简单易用，只需要包含<time.h>头文件。
适用于大多数需要测量系统时间的场合。

缺点：

时间单位是秒，精度不够高。
对于短时间的代码段，time()函数可能无法准确测量其运行时间。

三、使用gettimeofday()函数

gettimeofday()函数是一个高精度的时间函数，它返回自1970年1月1日0时0分0秒以来的时间，单位是秒和微秒。通过记录程序开始和结束时的时间，可以计算出程序的运行时间。

1、gettimeofday()函数的使用

gettimeofday()函数的原型在<sys/time.h>头文件中定义。以下是一个简单的示例，展示如何使用gettimeofday()函数来测量程序的运行时间。

#include <stdio.h>
#include <sys/time.h>
int main() {
    struct timeval start, end;
    long seconds, useconds;
    double mtime;
    gettimeofday(&start, NULL);
    // 这里是你想测量的代码
    for (int i = 0; i < 100000000; i++);
    gettimeofday(&end, NULL);
    seconds = end.tv_sec - start.tv_sec;
    useconds = end.tv_usec - start.tv_usec;
    mtime = ((seconds) * 1000 + useconds/1000.0) + 0.5;
    printf("程序运行时间: %f 毫秒n", mtime);
    return 0;
}

在这个示例中，程序首先记录了程序开始执行的时间，然后执行一段代码，最后记录程序结束执行的时间，并计算出两者的差值。这个差值就是程序的运行时间。

2、gettimeofday()函数的优缺点

优点：

高精度，时间单位是微秒。
适用于需要精确测量短时间代码段的场合。

缺点：

需要包含<sys/time.h>头文件，可能不适用于所有平台。
相对于clock()和time()函数，使用稍微复杂一些。

四、总结

在C语言中，有多种方法可以测量程序的运行时间，包括clock()函数、time()函数和gettimeofday()函数。clock()函数适用于测量CPU时间，time()函数适用于测量系统时间，而gettimeofday()函数则适用于需要高精度测量的场合。选择哪种方法取决于具体的应用场景和需求。

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