现代c++中实现精确延时方法总结

杨永贞

发布于 2022-11-21 10:15:35

3.3K0

发布于 2022-11-21 10:15:35

文章被收录于专栏：独行猫a的沉淀积累总结

程序中实现延时有很多种办法，但是有些不建议用。比如还在用sleep()或者空转计数的方式延时？要么移植性不好，要么不够精确且效率太低。这里总结下现代c++中推荐的一种实现精确延时的方法。

之前的一些用法

粗暴空转

long wait = 0;
while(wait  < 1000)
wait++;

这种非常不建议用，懒人做法。不够精确且换种环境系统处理速度不一样可能就是bug来源。

使用sleep()

#include <windows.h>
#include <iostream>
using namespace std;
int main()
{
	cout <<"a";
    // 先输出a，再等2秒（2000毫秒），再输出a
	Sleep(2000);
	cout <<"a";
	return 0;
}

一般的平台或系统环境都带sleep()函数，可以实现简单的延时。但是这种延时不能指望精确，且最小精度1ms都难以保证。而且这种用法也不能跨平台，Windows下是大写字母开头的Sleep()，单位为毫秒，linux下面是小写的sleep()。Linux下的sleep()函数是以秒为单位的，sleep(1)就是休眠1秒，想实现更短的休眠，linux下有usleep()函数。

使用计时函数clock()

clock() 函数是 C 标准库 time.h 中的一个函数, time.h 标准库中定义了各种涉及日期和时间的函数, 变量类型和宏. 其中, clock() 函数可以返回自程序开始执行到当前位置为止, 处理器走过的时钟打点数(即"ticks", 可以理解为"处理器时间").

每过千分之一秒(即 1 毫秒)则 clock() 函数的返回值加 1. 但是, 处理器的时钟打点数并不是一个人类可以直观感知的时间概念, 时钟打点数只描绘了该处理器在处理该问题时所耗费的"处理器时间". 为了能将获取到的时间转换成便于人类理解且具有普遍性的"时分秒"的计时方式, 我们需要引入一个常量，在 Windows下使用常量 CLOCKS_PER_SEC 来进行转换且 CLOCKS_PER_SEC=1000.

在linux环境CLOCKS_PER_SEC 的值被定义成 1000000.

void delay()
{
    clock_t start_time;//, cur_time;
    start_time = clock();//clock()返回当前时间
    for (; (clock() - start_time) < 0.5 * CLOCKS_PER_SEC;);//延迟0.5秒
}

使用clock()函数也可以实现延时，通用性稍好些且能做到精确，但是也只能精确到1ms,常用它来测量某段代码的运行耗时用。

#include <time.h>
void test1(){

    clock_t start, stop;
    /*
    定义记录开始和结束时间的变量.
    clock_t 是 clock() 函数的返回变量类型.
    */
    
    double duration;
    /*
    记录函数运行时间
    */
    start=clock();
    printf("start=%d\n",start);
    for(int i = 0; i< 100000000; i++){
        ;
    }
    stop=clock();
    printf("stop=%d\n",stop);
    duration=((double)(stop-start))/CLOCKS_PER_SEC;
    //将时钟打点数转换成人类可以直观感知的时间秒数.
    printf("CLOCKS_PER_SEC=%d\n",CLOCKS_PER_SEC);
    printf("duration=%f\n",duration);
}

使用c++11之后的线程休眠函数

C++ 11之前并未提供专门的休眠函数。c语言的sleep、usleep其实都是系统提供的函数，不同的系统函数的功能还有些差异。从C++11开始，中C++标准库提供了专门的线程休眠函数，使得你的代码可以独立于不同的平台，sleep的时间间隔从纳秒到小时都有具体的定义。

比如我们想要一个线程休眠100ms：

#include <iostream>
#include <chrono>
#include <thread>
  
int main() {

   std::cout << "Hello waiter\n" << std::flush;
 
   auto start = std::chrono::high_resolution_clock::now();
 
   std::this_thread::sleep_for(std::chrono::milliseconds(2000));
   
   auto end = std::chrono::high_resolution_clock::now();
   
   std::chrono::duration<double, std::milli> elapsed = end-start;

   std::cout << "Waited " << elapsed.count() << " ms\n";

   std::this_thread::sleep_for(std::chrono::milliseconds(100));
}