C++如何实现简单的计时器详解

接下来我会详细讲解如何用C++实现简单的计时器。这里将分为以下几个步骤：

1.头文件和命名空间

首先，我们需要包含两个头文件：<iostream>和 <chrono>。还需要声明使用 std 命名空间，这样我们就可以使用 cout 和 endl 等标准输出命令，以及定义我们的计时器。

2.计时器定义

我们将使用 std::chrono 中的 steady_clock 来定义计时器。steady_clock 是一种稳定的时钟类型，适合用来测量时间间隔。

std::chrono::steady_clock::time_point start_time; // 定义开始时间点

3.计时器开始

当我们要开始计时时，可以使用 std::chrono 中的 steady_clock::now() 函数，将其返回值赋值给 start_time 变量，以标记当前的开始时间点。

start_time = std::chrono::steady_clock::now(); // 记录开始时间点

4.计时器结束

当我们要停止计时时，也使用 steady_clock::now() 函数将当前时间点记为结束时间点，并通过减法运算计算时间间隔，即计时器的运行时间。需要注意的是两个时间点的单位都是 std::chrono::time_point 类型，所以需要将时间差转换为毫秒或其它需要的时间单位。

std::chrono::steady_clock::time_point end_time = std::chrono::steady_clock::now(); // 记录结束时间点
double elapsed_time = std::chrono::duration_cast<std::chrono::milliseconds>(end_time - start_time).count(); // 计算时间差

5.完整示例代码

下面提供完整示例代码：

#include <iostream>
#include <chrono>

int main()
{
    using namespace std;

    chrono::steady_clock::time_point start_time;

    start_time = chrono::steady_clock::now();

    // 这里是需要计时的代码

    chrono::steady_clock::time_point end_time = chrono::steady_clock::now();
    double elapsed_time = chrono::duration_cast<chrono::milliseconds>(end_time - start_time).count();

    cout << "Time elapsed: " << elapsed_time << " ms" << endl;

    return 0;
}

6.示例说明

以下是两个使用计时器的示例：

示例1：计算冒泡排序所需时间

以下是一个简单的冒泡排序函数 bubbleSort()，我们可以使用计时器来计算排序所需的时间。

#include <iostream>
#include <chrono>

void bubbleSort(int arr[], int n)
{
    for (int i = 0; i < n-1; i++)
        for (int j = 0; j < n-i-1; j++)
            if (arr[j] > arr[j+1])
                std::swap(arr[j], arr[j+1]);
}

int main()
{
    using namespace std;

    int arr[] = {64, 34, 25, 12, 22, 11, 90};
    int n = sizeof(arr)/sizeof(arr[0]);

    chrono::steady_clock::time_point start_time = chrono::steady_clock::now();

    bubbleSort(arr, n);

    chrono::steady_clock::time_point end_time = chrono::steady_clock::now();
    double elapsed_time = chrono::duration_cast<chrono::milliseconds>(end_time - start_time).count();

    cout << "Sorted array: ";
    for (int i = 0; i < n; i++)
        cout << arr[i] << " ";

    cout << endl << "Time elapsed: " << elapsed_time << " ms" << endl;

    return 0;
}

示例2：计算线性搜索所需时间

以下是一个使用线性搜索的函数 linearSearch()，我们可以使用计时器来计算搜索所需的时间。

#include <iostream>
#include <chrono>

int linearSearch(int arr[], int n, int x)
{
    for (int i = 0; i < n; i++)
        if (arr[i] == x)
            return i;

    return -1;
}

int main()
{
    using namespace std;

    int arr[] = {64, 34, 25, 12, 22, 11, 90};
    int n = sizeof(arr)/sizeof(arr[0]);
    int x = 22;

    chrono::steady_clock::time_point start_time = chrono::steady_clock::now();

    int result = linearSearch(arr, n, x);

    chrono::steady_clock::time_point end_time = chrono::steady_clock::now();
    double elapsed_time = chrono::duration_cast<chrono::milliseconds>(end_time - start_time).count();

    if (result == -1)
        cout << "Element not found";
    else
        cout << "Element found at index " << result;

    cout << endl << "Time elapsed: " << elapsed_time << " ms" << endl;

    return 0;
}