概述

• 在这里我们初步学习了timer库，现在我们来看它们的高精度版本cpu_timer
• cpu_timer使用了chrono库的高精度时钟high_resolution_clock，不仅能够度量进程使用的实际时间，还能够度量CPU时间，它支持最高到微秒精度的计时，而且使用起来同样方便，是旧版本timer的很好替代品
• cpu_timer库需要system库和chrone库的支持；将-lboost_timer添加到库；它位于名字空间boost::timer，需要包含头文件<boost/timer/timer>

#include <boost/timer/timer.hpp>
using namespace boost::timer;

时间类型

  typedef boost::int_least64_t nanosecond_type;         //计时用的ns类型

  struct cpu_times                                      //cpu时间类型
  {
    nanosecond_type wall;                               //挂钟(日历时间)
    nanosecond_type user;								//用户CPU(进程)时间
    nanosecond_type system;								//系统CPU(进程)时间

    void clear() { wall = user = system = 0LL; }       //清零
  };

• cpu_timer库以nanosecond_type作为计时单位，但是因为系统限制它不会达到ns级别的精确度。实际情况wall的精度大约是us（1000ns），CPU时间的精度大约是10-15ms(1000*1000ns)
• cpu_timers整合里三个计算机常用的时间度量

• cpu_timers是一个POD类型，只有一个简单的clear()成员函数用于时间清理

cpu_timer

  class BOOST_TIMER_DECL cpu_timer
  {
  public:
    cpu_timer()  { start(); }  //构造函数，启用计时器

    bool          is_stopped() const ;   // 计时器是否停止
    cpu_times     elapsed() const;       // 计时器启动后流逝的时间

	//格式化输出
    std::string   format(short places, const std::string& format) const;
    std::string   format(short places = default_places) const;
          
    //  actions
    void          start();               // 启动计时器
    void          stop();                // 暂停计时器
    void          resume();              // 恢复计时器计时

  private:
    cpu_times     m_times;               //计时成员变量
    bool          m_is_stopped;	         //是否停止计时器
  };

• cpu_timer的实现原理与timer类似，只是内部改用chrono库的高精度时钟来获得时间计量，并且时间计量也不是一个简单的std::clock_t，而是改成了含有三个数值的类型cpu_times
• cpu_timer的构造函数调用start()记录当前时间作为计时起点，之后就可以用elapsed()来获得启动后流逝的挂钟/用户CPU/系统CPU时间。计时过程中我们可以用stop()暂停计时器，用resume()恢复计时器的运行，如果想重新启动计时器则需要调用start() 【timer需要使用的是restart()】
• cpu_timers没有流输出功能，但是提供了格式化函数format()，可以把elapsed()的结构转换为一个可读的字符串：Xs wall, Ys user + Zs system = Cs CPU (P%)，表示进程运行了X秒的挂钟时间，Y秒的用户CPU时间，Z秒的系统CPU时间，合计C秒的CPU时间，总CPU时间占挂钟时间的百分比是P（当然，字符串的格式是可以自定义的）

#include <iostream>
#include <boost/timer/timer.hpp>
#include <vector>

using namespace boost::timer;
using namespace std;

#include <boost/algorithm/string.hpp>
int main()
{

    vector<string> v(10, "nanodo");

    cpu_timer t;                          //构造函数，启动计时器
    assert(!t.is_stopped());             //计时器是否停止

    for(int i = 0; i < 10000; ++i){
        boost::join(v, "-");                           
    }
    t.stop();                               //停止计时器
    assert(t.is_stopped());

    cout << "pause for a while..." << endl;      //不计入时间
    cout << "we can do something..." << endl;

    t.resume();                    //恢复计时器运行
    assert(!t.is_stopped());

    for(string& x : v)
    {   x +=x; }

    cout << t.format();  //格式化输出
}

从上面我们可以知道，进程总共花费了0.012s时间，其中用户CPU时间约0.01s，系统CPU时间为0(即没有发生系统调用)，CPU时间占总运行时间78.0%

auto_cpu_timer

auto_cpu_timer是一个类似progress_timer的自动计时器，它继承自cpu_timer：

class BOOST_TIMER_DECL auto_cpu_timer : public cpu_timer
  {
  public:

    explicit auto_cpu_timer(short places = default_places);                          
             auto_cpu_timer(short places, const std::string& format);               
    explicit auto_cpu_timer(const std::string& format);                              
             auto_cpu_timer(std::ostream& os, short places,const std::string& format)                           
    explicit auto_cpu_timer(std::ostream& os, short places = default_places);        
             auto_cpu_timer(std::ostream& os, const std::string& format)             
   ~auto_cpu_timer();


   std::ostream&       ostream() const       { return *m_os; }
   short               places() const        { return m_places; }
   const std::string&  format_string() const { return m_format; }

    //  actions
    void   report(); 


  };

• auto_cpu_timer 具有cpu_timer的所有接口，同progress_timer一样，它会在析构的时候自动输出流逝的时间，非常的简单易用，我们也可以用report()函数直接向流输出计时结果
• auto_cpu_timer有6个构造函数，可以用来定制计时的输出格式

   {
        auto_cpu_timer t;
        sleep(1);
    }

定制输出格式

cpu_timer库的format函数使用两个参数来定制计时结果的时间类型cpu_timers的格式：

• 短整型places用于指定输出值的小数点后精确度，默认值是6us，最多可以是9ns(但是因为计时精度的限制通常是没有意义的)
• 字符串参数format用于指定输出的格式

const string fmt("%w 秒, %u 秒 + %s 秒 = %t 秒, 百分比是%p");
auto_cpu_timer t(3, fmt);  // 指定精度和格式

• %w : 挂钟时间，即cpu_times.wall值
• %u：用户CPU时间，即cpu_times.user值
• %s：系统CPU时间，即cpu_times.system值
• %t：总计CPU时间，即cpu_times.user + cpu_timers.system
• %p：总计CPU时间占挂钟时间的百分比

cpu_timer库里面还有两个格式化函数，用来把cpu_times类型格式化为字符串，被cpu_timer和auto_cpu_timer调用：

  BOOST_TIMER_DECL
  std::string format(const cpu_times& times, short places, const std::string& format); 

  BOOST_TIMER_DECL
  std::string format(const cpu_times& times, short places = default_places); 

示例如下：

    const nanosecond_type ms = 1000 * 1000;
    cpu_times ct = {2000 * ms, 1000 * ms, 100 * ms};
    cout << format(ct, 7);

如果CPU时间值太小，小于cpu_timer库的度量精度，那么百分比就会显式为n/a(not available)

cpu_times ct = {2000, 1000 , 100 };
cout << format(ct, 7);  //使用默认格式输出

最后

以上就是超帅手机为你收集整理的boost：cpu_timer概述的全部内容，希望文章能够帮你解决boost：cpu_timer概述所遇到的程序开发问题。

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