使用std::chrono库可高效精确地测量代码执行时间,推荐采用steady_clock获取时间点,通过duration_cast转换为微秒或毫秒等单位输出,避免传统time.h的精度问题。

在c++11及之后的标准中,std::chrono库提供了高精度、类型安全的时间处理功能,非常适合用于测量代码执行时间。它避免了传统C风格time.h的精度不足和易错问题。下面详细介绍如何使用std::chrono进行计时。
1. 基本概念:时钟、时间点和持续时间
std::chrono包含三个核心组件:
- 时钟(Clock):提供当前时间,常见的有 std::chrono::steady_clock(推荐)、std::chrono::high_resolution_clock 和 std::chrono::system_clock。
- 时间点(time_point):表示某个时刻,由时钟产生。
- 持续时间(duration):表示两个时间点之间的间隔,如毫秒、微秒等。
推荐使用 std::chrono::steady_clock,因为它不受系统时间调整影响,适合做性能测量。
2. 测量代码执行时间的基本用法
使用 steady_clock::now() 获取起始和结束时间点,然后计算差值:
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#include <chrono> #include <iostream> <p>int main() { // 记录开始时间 auto start = std::chrono::steady_clock::now();</p><pre class='brush:php;toolbar:false;'>// 要测量的代码段 for (int i = 0; i < 1000000; ++i) { // 模拟工作 } // 记录结束时间 auto end = std::chrono::steady_clock::now(); // 计算耗时(单位:微秒) auto duration = std::chrono::duration_cast<std::chrono::microseconds>(end - start); std::cout << "耗时: " << duration.count() << " 微秒n"; return 0;
}
上述代码中,duration_cast 将时间差转换为指定单位(如 microseconds、milliseconds 等)。
3. 支持的常用时间单位
std::chrono 提供了多种预定义的时间单位,可直接用于 duration_cast:
- std::chrono::nanoseconds:纳秒
- std::chrono::microseconds:微秒
- std::chrono::milliseconds:毫秒
- std::chrono::seconds:秒
- std::chrono::minutes:分钟
- std::chrono::hours:小时
例如,若想以毫秒输出:
auto ms = std::chrono::duration_cast<std::chrono::milliseconds>(end – start); std::cout << “耗时: ” << ms.count() << ” 毫秒n”;
4. 创建通用计时器类(可选优化)
#include <chrono> #include <iostream> <p>class Timer { public: Timer() { start = std::chrono::steady_clock::now(); }</p><pre class='brush:php;toolbar:false;'>void reset() { start = std::chrono::steady_clock::now(); } int64_t elapsed_microseconds() const { auto now = std::chrono::steady_clock::now(); return std::chrono::duration_cast<std::chrono::microseconds>(now - start).count(); } int64_t elapsed_milliseconds() const { return std::chrono::duration_cast<std::chrono::milliseconds>(now - start).count(); }
private: std::chrono::steady_clock::time_point start; };
使用方式:
Timer t; // 执行代码 std::cout << “耗时: ” << t.elapsed_microseconds() << ” 微秒n”;
基本上就这些。std::chrono 使用起来清晰、安全,是现代C++中计时的首选方案。只要记住获取时间点、相减得持续时间、再转换单位这三个步骤,就能轻松完成性能测量。不复杂但容易忽略细节的是选择合适的时钟类型——优先用 steady_clock。


