Đo thời gian thực hiện chương trình C/C++/C#

Đo thời gian thực hiện chương trình C/C++/C# (Timer 4 newbie)
(Ngày cập nhật cuối: 30/3/2009)
Chủ đề bài báo: C/C++/C#
Trong các cuộc thi lập trình, các chương trình cài đặt các thuật toán cùng giải quyết một bài toán, chúng ta luôn có nhu cầu kiểm thử tốc độ thực hiện của các cài đặt bằng cách xem xét thời gian một đoạn chương trình hay một chương trình thực hiện là bao lâu. Trong bài báo nhỏ này, tôi xin cung cấp cách thức đo thời gian thực hiện của các chương trình được viết bằng các ngôn ngữ C/C++/C# trên DOS và trên Windows.
1. Đo thời gian thực hiện chương trình với ngôn ngữ C/C++ trên DOS
Đối với môi trường DOS chúng ta có thể dùng hàm clock() để đo thời gian thực hiện của chương trình cho cả chương trình viết bằng C và C++. Hàm clock() có khai báo nằm trong file header time.h, giá trị trả về của hàm là thời gian bắt đầu từ lúc chương trình chạy cho tới lúc gọi hàm, tính bằng số giây nhân với hằng số CLOCKS_PER_SEC, hằng số CLOCKS_PER_SEC có giá trị như CLK_TCK.
Ví dụ sau đo thời gian thực hiện của 600000000 vòng lặp rỗng:
// file timer4c.c
#include
#include
#include
int main( void )
{
long i = 600000000L;
clock_t start, finish;
double duration;
// Do thoi gian cua mot su kien
printf( “Thoi gian thuc hien %ld vong lap rong:”, i );
start = clock();
while( i– )
;
finish = clock();
duration = (double)(finish – start) / CLOCKS_PER_SEC;
printf( “%2.1f giay\n”, duration );
system(“pause”);
return 0;
}
2. Đo thời gian thực hiện chương trình với ngôn ngữ C trên Windows
Trên Windows chúng ta sử dụng hàm QueryPerformanceCounter(LARGE_INTEGER *) để thực hiện việc đo thời gian, hàm được khai báo trong file header windows.h. Hàm này có kiểu trả về là BOOL và trả về giá trị là thời gian tính bằng giây từ lúc chương trình bắt đầu chạy, tham số đầu vào là con trỏ tới một biến kiểu LARGE_INTEGER.
Ví dụ sau là chương trình đo thời gian thực hiện 600000000 vòng lặp rỗng:
// file timer4w.c
#include
#include
// khai bao cau truc va cac ham
typedef struct {
LARGE_INTEGER start;
LARGE_INTEGER stop;
} stopWatch;
void startTimer( stopWatch *timer) ;
void stopTimer( stopWatch *timer) ;
double LIToSecs( LARGE_INTEGER * L) ;
double getElapsedTime( stopWatch *timer);
void startTimer( stopWatch *timer)
{
QueryPerformanceCounter(&timer->start) ;
}
void stopTimer( stopWatch *timer)
{
QueryPerformanceCounter(&timer->stop) ;
}
double LIToSecs( LARGE_INTEGER * L)
{
LARGE_INTEGER frequency;
QueryPerformanceFrequency( &frequency ) ;
return ((double)L->QuadPart /(double)frequency.QuadPart) ;
}
double getElapsedTime( stopWatch *timer) {
LARGE_INTEGER time;
time.QuadPart = timer->stop.QuadPart – timer->start.QuadPart;
return LIToSecs( &time) ;
}
// su dung cac ham
int main()
{
long i = 600000000L;
stopWatch timer;
double duration;
// Do thoi gian cua mot su kien
printf( “Thoi gian thuc hien %ld vong lap rong:”, i );
startTimer(&timer);
while( i– )
;
stopTimer(&timer);
duration = getElapsedTime(&timer);
printf( “%2.1f giay\n”, duration );
system(“pause”);
return 0;
}
3. Đo thời gian thực hiện của chương trình với C++ trên Windows
Tương tự như đối với chương trình C trên Windows, ở đây ta cũng sử dụng hàm QueryPerformanceCounter(LARGE_INTEGER *), tuy nhiên ta xây dựng lớp CStopWatch để tiện dùng cho các chương trình khác nhau.
// file timer4w.cpp
#include
#include
using namespace std;
typedef struct {
LARGE_INTEGER start;
LARGE_INTEGER stop;
} stopWatch;
// khai bao lop CStopWatch
class CStopWatch {
private:
stopWatch timer;
LARGE_INTEGER frequency;
double LIToSecs( LARGE_INTEGER & L) ;
public:
CStopWatch() ;
void startTimer( ) ;
void stopTimer( ) ;
double getElapsedTime() ;
};
double CStopWatch::LIToSecs( LARGE_INTEGER & L)
{
return ((double)L.QuadPart /(double)frequency.QuadPart) ;
}
CStopWatch::CStopWatch()
{
timer.start.QuadPart=0;
timer.stop.QuadPart=0;
QueryPerformanceFrequency( &frequency ) ;
}
void CStopWatch::startTimer( )
{
QueryPerformanceCounter(&timer.start) ;
}
void CStopWatch::stopTimer( )
{
QueryPerformanceCounter(&timer.stop) ;
}
double CStopWatch::getElapsedTime()
{
LARGE_INTEGER time;
time.QuadPart = timer.stop.QuadPart – timer.start.QuadPart;
return LIToSecs( time) ;
}
// su dung lop CStopWatch
int main()
{
long i = 600000000L;
CStopWatch timer;
double duration;
// Do thoi gian cua mot su kien
printf( “Thoi gian thuc hien %ld vong lap rong:”, i );
timer.startTimer();
while( i– )
;
timer.stopTimer();
duration = timer.getElapsedTime();
printf( “%2.1f giay\n”, duration );
system(“pause”);
return 0;
}
4. Đo thời gian thực hiện của chương trình với C#
Bắt đầu từ .NET Framework 2.0, lớp StopWatch được cung cấp cho người dùng để tiến hành các công việc liên quan tới đo đếm thời gian thực hiện 1 tác vụ nào đó, lớp này nằm trong namespace System.Diagnostics.
Ví dụ sau đây là chương trình đo thời gian thực hiện 600000000 vòng lặp rỗng:
using System;
using System.Collections.Generic;
using System.Text;
using System.Diagnostics;
namespace Timer
{
class Program
{
static void Main(string[] args)
{
Stopwatch st = new Stopwatch();
st.Start();
long i = 600000000L;
Console.WriteLine(“Thoi gian thuc hien {0} vong lap rong:”, i);
while (i > 0)
–i;
st.Stop();
Console.WriteLine(“{0} giay”, st.Elapsed.ToString());
if (Stopwatch.IsHighResolution)
Console.WriteLine(“Timed with Hi res”);
else
Console.WriteLine(“Not Timed with Hi res”);
Console.ReadKey();
}
}
}
5. Tài liệu tham khảo
1. MSDN 9.0, clock function (ms-help://MS.VSCC.v90/MS.MSDNQTR.v90.en/dv_vccrt/html/3e1853dd-498f-49ba-b06a-f2315f20904e.htm).
2. http://cplus.about.com/od/howtodothingsin1/a/timing.htm
3. http://cplus.about.com/od/howtodothingsi2/a/timing.htm
4. http://cplus.about.com/od/howtodothingsinc/a/timing.htm
5. Microsoft® Windows® Internals, Fourth Edition: Microsoft Windows Server™ 2003, Windows XP, and Windows 2000, Mark E. Russinovich, David A. Solomon

Mặc dù đã hết sức thận trọng và xem xét kỹ lưỡng các ví dụ đưa ra trong bài viết, tuy vậy vẫn có thể không tránh khỏi các sai sót, rất mong nhận được sự đóng góp ý kiến của các bạn độc giả. Mọi góp ý, thắc mắc xin gửi về địa chỉ email:
nguyenvannam031@yahoo.com.vn