用 std::chrono 计算持续时间在需要很长时间时给出 0 纳秒

Question

我试图使用 std::chrono 计算 for 循环所用的持续时间，但它给出了 0 纳秒，即使我通过增加绑定值使循环花费更长的时间，这是代码：

#pragma pack(1) // dont align let's let it take longer
struct Foo{
    int x;
    char c;
    int z;
} ;
void take_time()
{
    Foo f;
    auto t1 = std::chrono::system_clock::now();
    register int c = 0;
    int x=0,y=0,z=1;
    for (c=0;c<10000;c++){ // even if i put  1000000000 it will take 0 nanosec !!!!!
        f.z = x+y;
        f.z += z-x+y;
    }
   std::cout<<"\ntoken time : "<< std::chrono::duration_cast<std::chrono::nanoseconds>(std::chrono::system_clock::now()-t1).count()<<std::endl;;
}

输出：

token time : 0

但是当我将循环计数器的界限增加到非常非常大的值时，它突然需要永远！，如果我将 c<100000000 设置为 0 纳秒，但如果我在右侧添加一个“0”，则需要永远！

答案：正如 WhiZTiM 所说，编译器正在删除循环，因为它没有做任何有用的事情（感谢 gcc <3），但是当我们测试算法以查看哪个在不同的编译器上更快（而不是这个特定的），为此我们可以在循环中插入一个 asm 行。 asm("") ，一个空的 asm ，在循环的任何地方。这将告诉编译器有一些他无法优化的低级操作！，或者我们可以对循环中使用的任何变量使用 volitile 关键字，以防止编译器进行与该变量相关的任何优化。谢谢大家我希望这有帮助

Answer 1

首先，使用初始化变量是a sin.

优化器肯定发现循环是无用的（真的，循环中 x、y、z 的值应该是多少）；并且没有使用循环的结果（没有副作用），所以它删除了生成代码中的循环。

void take_time()
{
    Foo f;
    auto t1 = std::chrono::system_clock::now();
    register int c = 0;
    int x,y,z;

    ///// Result not used
    for (c=0;c<10000;c++){ // even if i put  1000000000 it will take 0 nanosec !!!!!
        f.z = x+y;
        f.z += z-x+y;
    }
    /// We can discard the above

   std::cout<<"\ntoken time : "<< std::chrono::duration_cast<std::chrono::nanoseconds>(std::chrono::system_clock::now()-t1).count()<<std::endl;;
}

顺便说一句，register 关键字已弃用。

对于 GCC 和 clang，有一种方法可以 "scare" 优化器优化某些变量的使用。我使用这个功能：

template<typename T>
void scareTheOptimizer(T& x){
    asm volatile("" :: "p"((volatile void*)&x) : "memory");
}

因此，当您在循环中调用它时，您现在应该会看到一些时间。

void take_time()
{
    Foo f;
    auto t1 = std::chrono::system_clock::now();
    int c = 0;
    int x=0,y=0,z=1;
    for (c=0;c<10000;c++){
        f.z = x+y;
        scareTheOptimizer(f.z);             /// <---- Added Here
        f.z += z-x+y;
    }
   std::cout<<"\ntoken time : "<< std::chrono::duration_cast<std::chrono::nanoseconds>(std::chrono::system_clock::now()-t1).count()<<std::endl;;
}

看到了Live On Coliru

用 std::chrono 计算持续时间在需要很长时间时给出 0 纳秒

counting duration with std::chrono gives 0 nanosecond when it should take long

c++

for-loop

timer

c++11

st