计时器的time_t和clock_t的两种实现方法(推荐)

计时器是一个非常实用的工具，在很多应用场景中都得到了广泛的应用。time_t和clock_t是两种常见的计时器类型，它们都可以用于测量时间的长度。本文将详细介绍这两种类型的实现方法，以供大家参考。

time_t的实现方法

time_t是标准C库中的一种数据类型，它代表了从1970年1月1日零时整到给定时间所经过的秒数。time_t的实现方法比较简单，可以使用time()函数来获取当前时间的秒数：

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

int main()
{
    time_t now = time(NULL);
    printf("Now: %ld\n", now);
    return 0;
}

上述代码中，我们使用time(NULL)函数来获取当前时间的秒数并存储在time_t类型的变量now中。然后通过printf函数将秒数输出到屏幕上。

clock_t的实现方法

clock_t是另一种常见的计时器类型，它代表了CPU经过的时钟周期数。clock_t的实现方法与time_t略有不同，需要使用clock()函数来获取当前时钟周期数：

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

int main()
{
    clock_t start, end;
    double cpu_time_used;

    start = clock();
    // 在这里放入需要计时的代码
    for (int i = 0; i < 1000000000; i++)
    {
        i++;
    }
    end = clock();
    cpu_time_used = ((double) (end - start)) / CLOCKS_PER_SEC;
    printf("CPU time used: %lf seconds.\n", cpu_time_used);

    return 0;
}

上述代码中，我们先声明了两个clock_t类型的变量start和end，用于存储开始和结束时钟周期数。然后，在要计时的代码前后分别使用clock()函数获取当前时钟周期数，并计算出两者的差值。最后，通过CLOCKS_PER_SEC宏定义将差值转换成秒数。需要注意的是，CLOCKS_PER_SEC宏定义表示每秒时钟周期数，通常为1000000（即1秒钟有1000000个时钟周期）。

示例说明

下面我们会用两个实际的示例来说明如何使用time_t和clock_t类型实现计时器。

示例1：计算排序算法的运行时间

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

#define SIZE 100000

void insertion_sort(int arr[], int n)
{
    int i, j, key;
    for (i = 1; i < n; i++)
    {
        key = arr[i];
        j = i - 1;
        while (j >= 0 && arr[j] > key)
        {
            arr[j + 1] = arr[j];
            j--;
        }
        arr[j + 1] = key;
    }
}

int main()
{
    int arr[SIZE];
    srand(time(NULL));
    for (int i = 0; i < SIZE; i++)
    {
        arr[i] = rand();
    }
    clock_t start, end;
    double cpu_time_used;
    start = clock();
    insertion_sort(arr, SIZE);
    end = clock();
    cpu_time_used = ((double) (end - start)) / CLOCKS_PER_SEC;
    printf("Insertion sort of %d numbers took %lf seconds.", SIZE, cpu_time_used);
    return 0;
}

上述代码中，我们使用time(NULL)函数获取当前时间的秒数，并通过srand()函数将其作为随机数生成器的种子，从而生成了一个包含100000个随机数的整数数组。然后，我们使用clock()函数来计算插入排序算法的运行时间，并输出结果。

示例2：测量递归函数的执行时间

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

void recursive_fibonacci(int n)
{
    if (n < 2)
    {
        return n;
    }
    return recursive_fibonacci(n - 1) + recursive_fibonacci(n - 2);
}

int main()
{
    clock_t start, end;
    double cpu_time_used;
    start = clock();
    recursive_fibonacci(40);
    end = clock();
    cpu_time_used = ((double) (end - start)) / CLOCKS_PER_SEC;
    printf("Recursive Fibonacci of n=40 took %lf seconds.", cpu_time_used);
    return 0;
}

上述代码中，我们定义了一个递归函数recursive_fibonacci，来计算斐波那契数列的第n项。然后，我们使用clock()函数来计算递归函数的执行时间，并输出结果。

总结

本文详细介绍了计时器的time_t和clock_t的两种实现方法，并提供了示例代码来演示它们的使用。使用时间计时器可以更加准确地测量程序的性能，对于一些需要进行优化的程序尤为重要。