定时operator+、运算符-、运算符*和运算符/

Question

我有一个简单的数学向量类，带有重载的运算符。我想为我的运算符获取一些计时结果。通过对以下代码进行计时，我可以轻松地计时我的+=、-=、*=和/=：

Vector sum;
for(size_t i = 0; i<iter; ++i)
  sum += RandVector();
cout << sum << endl;

然后我可以减去生成iter随机向量所需的时间。在我的测试中，Vector是3维的，iter = 10,000,000。

我试着用+，-，*，/做类似的事情：

Vector sum;
for(size_t i = 0; i<iter; ++i)
  sum = sum + RandVector();
cout << sum << endl;

然后减去生成iter随机向量和执行iter赋值所需的时间，然而这给出了一个“负”时间，这让我相信要么是编译器在以某种方式优化操作，要么是发生了一些奇怪的事情。

我使用的是在Fedora Linux机器上使用-O3的gcc-4.7.2。

下面是我的计时代码：

clock_t start, k = clock();
do start = clock();
while(start == k);

F()();

clock_t end = clock();

double time = double(end-start)/double(CLOCKS_PER_SEC);
cout << time - time_iter_rand_v - time_iter_ass;

这里的F是一个执行上述代码的函数对象。time_iter_rand_v是创建热核实验堆随机向量所用的时间，time_iter_ass是热核实验堆分配操作所用的时间。

我的问题是，如何获得operator+函数的准确时间，而不是任何赋值或随机向量生成？

Answer 1

当优化正在进行时，你真的无法获得这样的事情的准确时间。这是因为编译器具有移动代码的能力。

如果您将时间存储变量设置为易失性，则由于移动，它们相对于彼此的位置不会受到优化。但是，它们周围的代码是，除非它们赋值或调用接受易失性变量的函数(这包括一个使*this易失性的易失性成员函数)。

如果你想要线性执行，优化可以对代码做很多奇怪的事情。

Answer 2

一种基本的基准测试方法是使用gettimeofday：

#include <stdio.h>
#include <stdlib.h>
#include <sys/time.h>
#include <sys/types.h>

#include <cstring>



//-------------------  Handle time in milliseconds  ----------------------//

/*
 * Return 1 if the difference is negative, otherwise 0.
 */
int timeval_subtract(struct timeval *result, struct timeval *t2, struct timeval *t1)
{
    long int diff = (t2->tv_usec + 1000000 * t2->tv_sec) - (t1->tv_usec + 1000000 * t1->tv_sec);
    result->tv_sec = diff / 1000000;
    result->tv_usec = diff % 1000000;

    return (diff<0);
}

void timeval_print(struct timeval *tv)
{
    char buffer[30];
    time_t curtime;

    printf("%ld.%06ld", tv->tv_sec, tv->tv_usec);
    curtime = tv->tv_sec;
    strftime(buffer, 30, "%m-%d-%Y  %T", localtime(&curtime));
    printf(" = %s.%06ld\n", buffer, tv->tv_usec);
}

// usage :
/*

    struct timeval tvBegin, tvEnd, tvDiff;

    // begin
    gettimeofday(&tvBegin, NULL);

    // lengthy operation
    int i,j;
    for(i=0;i<999999L;++i) {
        j=sqrt(i);
    }

    //end
    gettimeofday(&tvEnd, NULL);

    // diff
    timeval_subtract(&tvDiff, &tvEnd, &tvBegin);
    printf("%ld.%06ld\n", tvDiff.tv_sec, tvDiff.tv_usec);


 */

Answer 3

只需创建一个RandVector()的向量并遍历它们。它将解决测量生成时间的问题。至于赋值，我认为这归结于编译器如何优化它。