彩霸王高手论坛999234   类似BMTimerStart

【发布日期】:2019-06-03【查看次数】:

c?探讨性能测试中的计时问题_知识库_博客园,财神报
摘要:本文结合作者在代码性能测试工作中的经验,介绍一组自己封装的的计时函数。使用该组函数可以简化测试工作,从而把更多的精力放在主要工作上,不需要过多地保护计时代码,仅仅使用两个宏就可以方便、精确地实现多个模块、多方式的时间性能测试,并且计时结果以一个文本文件独立保存,清楚直观。  在系统测试时,特别在需要测试算法或者某些模块的运行时间时,往往需要调用一些时间函数库(如VC中的timeGetTime等可以获取毫秒级的时间),在待测试的模块前后分别测试时间,然后,计算前后两个时间的差值,就得到模块的运行时间,如图 1。 图 1 一个典型的模块计时方法  但是,使用原始的计时函数直接进行时间测试在很多复杂情况下不方便,如图 1,当在一个模块中有多个子模块需要分别计时,所编写的计时代码甚至比原有的代码还多,这增加了程序维护和阅读的难度,容易出错。作者结合自己在相关工作中的体会,封装了一组计时函数,共享给大家。该组函数有如下几个优点: 计时精确:封装的是高精度的计时API函数QueryPerformanceCounter(),该函数根据硬件定时器的频率,理论上可以得到微秒(us)级精度的计时结果;使用简单:只用在待测试的模块前后加上两个宏BM_START和BM_END,不需要对结果进行计算,也不需要考虑对各个模块测试结果数据的维护,这些操作已经被封装。结果输出独立:在系统运行结果时,只需要调用一个函数就可以把计时结果保存在一个文本文件里,如图 5和图 8所示。  1. 高精度计时函数   在Windows系统下,程序员通常可以使用多种方式来进行时间控制:如使用前文提到的timeGetTime()函数,或者使用GetTickCount()函数,又或实现WM_TIMER消息的映射等等。但是这些方法得到的时间精度都有一定的局限性,为了增加下文将到介绍的计时函数库的适用性,本文采用高精度的时控API函数QueryPerformanceCounter()。  计时之前,调用QueryPerformanceFrequency()函数获得机器内部定时器的时钟频率,然后在需要计时的模块前后分别调用QueryPerformanceCounter()函数,利用两次获得的计数之差获得时钟频率,计算出模块的运行时间。代码如图 2: 图 2 精确计时代码段  2. 封装计时函数   2.1. 数据结构   为了维护计时结果,我们定义如下几个数据:#define BENCHMARK_MAX_COUNT 20double gStarts[BENCHMARK_MAX_COUNT];double gEnds[BENCHMARK_MAX_COUNT];double gCounters[BENCHMARK_MAX_COUNT];double dfFreq = 1;   其中,BENCHMARK_MAX_COUNT定义了需要计时的模块总数,20表示最多可以定时20个模块,该值可以根据具体应用而定。gStarts和gEnds分别用于保存开始计时和终止计时的计数器的值,gCounters用来保存计时结果。全局变量dfFreq用来保存上文介绍的时钟频率,如图 2所示。  2.2. 初始化InitBenchmark()   初始化函数InitBenchmark()包括两部分内容:对数组gStarts, gEnds,大众免费印刷图库最早最齐全, gCounter清零;获得机器内部定时器时钟频率。  InitBenchmark()代码如下所示:void InitBenchmark(){ResetBenchmarkCounters();GetClockFrequent();}  该函数一般在程序运行最初调用。  2.3. 开始计时BMTimerStart()   开始计时函数BMTimerStart()放在计时模块的开始,函数定义如下:void BMTimerStart(int iModel){LARGE_INTEGER litmp;QueryPerformanceCounter(litmp);gStarts[iModel] = litmp.QuadPart;}  其中参数iModel表示当前计时的模块序号,0=iModel=BENCHMARK_MAX_COUNT;为了简化调用代码,我们给出一个宏定义如下:#define BM_START(t)BMTimerStart(t);  2.4. 终止计时BMTimerEnd()  终止计时函数BMTimerEnd()放在计时模块的结束,函数定义如下:void BMTimerEnd(int iModel){LARGE_INTEGER litmp; QueryPerformanceCounter(litmp);gEnds[iModel] = litmp.QuadPart; gCounters[iModel] += (((gEnds[iModel] - gStarts[iModel]) / dfFreq) * 1000000);}  参数iModel同BMTimerStart()。本函数第一获取当前的时钟数,然后除以dfFreq得到运行时间。对于最后一条语句:gCounters[iModel] += (((gEnds[iModel] - gStarts[iModel]) / dfFreq) * 1000000);  要注意两点:用“+=”而不是“=”,这个看似简单的代替,可以实现对同一个模块的重复计时,后文3.3节列举的情况;乘以1000000,表示计时单位为微秒(us)。  类似BMTimerStart(),同样为BMTimerEnd()定义一个宏:#define BM_END(t)BMTimerEnd(t);  2.5. 结果输出WriteData()   以一个文本文件(见图 5和图 8)把全局变量gCounters中的所有值输出,该函数一般在程序结束处调用,如图 4中最后一行代码所示。由于篇幅限制,具体实现代码请参考源程序。  3. 计时测试实例   3.1. 多个模块计时   图 3展现了嵌套计时以及对一个函数中多个模块进行计时的代码,图中可以看到,利用输入参数我们对计时模块进行统一编号,测试代码相对图 1更清楚、直观。 图 3 用我们的函数实现嵌套计时  3.2. 循环内部计时  图 4中的代码展示了我们对循环体内每次执行运算的计时,只需简单地给出参数 就可以得到从1到20的阶乘的每次计算计算时间,计时结果输出为文件“D:\log.txt”,如图 5。图 4 对循环中每次运算的计时图 5 计时结果1  3.3. 循环累加计时   从图 5可以看到,由于现代运算机处理速度越来越快,一些简单运算的模块,微秒的计时单位几乎都不够精确,因此,一种常用的测试方法就是对同一模块进行N (N 取1000,10000等)次重复执行。使用本文介绍的计时函数,我们可以采用两种方式对这种情况进行测试,代码分别如图 6和图 7,请注意二者的区别,并请读者分析为何图 7中的方法也是可行的。 N次运算计时结果如图 8。 图 6 累加计时1   图 7 累加计时2 图 8 计时结果2  4.结束语   本文实现了一组计时函数的封装,并给出几种特别情况下的测试实例,实验表明该组函数可以满足各种复杂情况下的计时,能够很方便地应用的实际的测试工作中。当然,还可以进一步封装成一个计时类,留给读者们自己去做。

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