10-6 计算时间差

        时间差可以用来衡量程序运行效率，计算其有三种方法，一是使用 difftime() 函数，二是使用自定义的 TimeInMillisecond() 函数，三是使用 clock() 函数。

1. 使用 difftime() 函数计算秒级时间差

        三种方法本质相同，都是利用执行程序前的时间和程序执行后的时间进行时间差的计算。需要注意的是，difftime() 函数传入的参数为 time_t 类型，这意味着时间精度是秒级。最终程序运行结果为 times: 0.000000，说明程序运行速度过快，秒级精度无法获取真实的程序运行时间。

#include <stdio.h>
#include <time.h>

void DoHardWork(){

  int sum = 0;
  for (int i = 0; i < 100000000; ++i) {
    sum += i*i / 3;
  }
}

void TestDifftime(){

  time_t start_time = time(NULL);
  DoHardWork();
  time_t end_time = time(NULL);

  double times = difftime(start_time, end_time);

  printf("times: %lf", times);  // times: 0.000000
}

2. 使用 TimeInMillisecond() 函数计算毫秒级时间差

        若要计算毫秒级精度的时间差，time_t 时间类型需要放弃使用。使用自定义的 TimeInMillsecond() 函数获取毫秒级时间戳，而后相减，便可得到毫秒级时间差。此时程序结果为 197ms。

void TestTimeInMillisecond(){

  long_time_t start_time = TimeInMillisecond();
  DoHardWork();
  long_time_t end_time = TimeInMillisecond();

  printf("times: %lld\n", end_time - start_time);  // times: 197
}

3. 使用 clock() 函数计算程序消耗的处理器时间

        clock() 函数的返回类型是 clock_t，其不是以真实世界的时间为单位，而是以时钟为单位。每一秒，CPU 会分配 CLOCKS_PER_SEC 个时钟给程序。利用程序执行前后的时钟数量，可以计算出程序的运行时间。

void TestClock(){
  clock_t start_clock = clock();
  DoHardWork();
  clock_t end_clock = clock();

  // 这里的差值是时钟数量，需要转换为秒数
  // CLOCKS_PER_SEC: 每一秒有多少个时钟
  double times = (end_clock - start_clock) * 1.0 / CLOCKS_PER_SEC;

  printf("times: %lf", times);  // times: 0.224000s
}

        程序最终运行结果为 times: 0.224000s。可以发现，与 TimeInMillisecond() 函数的执行结果相比，clock() 函数计算出的时间更长些。原因如下图所示：