[解決済み] gettimeofday() C++ 不整合性

質問

プログラミング言語を比較するプロジェクトをやっています。 Ackermann関数を計算しています。 Java、Python、Rubyをテストしたところ、10ミリ秒から30ミリ秒の間で応答がありました。 しかし、C++は125ミリ秒かかるようです。 これは正常なことなのでしょうか、それとも gettimeofday() ? Gettimeofday() はtime.hにあります。

Ubuntu Natty Narwhal 32bitの（仮想）環境でテストしています。 処理能力は十分です（Quad-core 2.13 GHz Intel Xeon）。

私のコードはこちらです。

#include <iostream>
#include <sys/time.h>
using namespace std;
int a(int m,int n) {
    if (m == 0) {
    return n + 1;
    } else if (m > 0 and n == 0) {
    return a(m-1,1);
    } else if (m > 0 and n > 0) {
    return a(m-1,a(m,n-1));
    }
}

int main() {
    timeval tim;
    gettimeofday(&tim,NULL);
    double t1 = tim.tv_usec;
    int v = a(3,4);           
    gettimeofday(&tim,NULL);
    double t2 = tim.tv_usec;
    cout << v << endl << t2-t1;
    return 0;
}       

解決方法は？

について話していると仮定すると 分解能 を返します。 POSIX仕様 に対して gettimeofday の状態になります。

システムクロックの分解能は不定です。

これは、システムが小さな時間を追跡する能力が大きく異なる可能性があるためである。ISO規格でも clock() 関数には、このような注意書きがあります。

という話であれば 長い を呼び出すのにかかる時間について、規格はそのパフォーマンスについて何の保証もしません。実装は完全に自由で、125 分 そのような実装が市場で大きな成功を収めるとは思えませんが :-)

解像度の限界の例として、私のシステムで確認するために以下のコードを入力しました。

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

#define NUMBER 30

int main (void) {
    struct timeval tv[NUMBER];
    int count[NUMBER], i, diff;

    gettimeofday (&tv[0], NULL);

    for (i = 1; i < NUMBER; i++) {
        gettimeofday (&tv[i], NULL);
        count[i] = 1;
        while ((tv[i].tv_sec == tv[i-1].tv_sec) &&
            (tv[i].tv_usec == tv[i-1].tv_usec))
        {
            count[i]++;
            gettimeofday (&tv[i], NULL);
        }
    }

    printf ("%2d: secs = %d, usecs = %6d\n", 0, tv[0].tv_sec, tv[0].tv_usec);
    for (i = 1; i < NUMBER; i++) {
        diff = (tv[i].tv_sec - tv[i-1].tv_sec) * 1000000;
        diff += tv[i].tv_usec - tv[i-1].tv_usec;

        printf ("%2d: secs = %d, usecs = %6d, count = %5d, diff = %d\n",
            i, tv[i].tv_sec, tv[i].tv_usec, count[i], diff);
    }

    return 0;
}

このコードは基本的に、基礎となる時間の変化を記録し、何回の呼び出しで gettimeofday() が実際に変化しました。これはそれなりに強力なマシンで行っているので、処理能力に不足はない（カウントは、何回 gettimeofday() は分からないので無視するとして、各時間量子について、5,800点あたりから いつ というのは、その量子で計測を始めたからです。）

と出力されました。

 0: secs = 1318554836, usecs = 990820
 1: secs = 1318554836, usecs = 991820, count =  5129, diff = 1000
 2: secs = 1318554836, usecs = 992820, count =  5807, diff = 1000
 3: secs = 1318554836, usecs = 993820, count =  5901, diff = 1000
 4: secs = 1318554836, usecs = 994820, count =  5916, diff = 1000
 5: secs = 1318554836, usecs = 995820, count =  5925, diff = 1000
 6: secs = 1318554836, usecs = 996820, count =  5814, diff = 1000
 7: secs = 1318554836, usecs = 997820, count =  5814, diff = 1000
 8: secs = 1318554836, usecs = 998820, count =  5819, diff = 1000
 9: secs = 1318554836, usecs = 999820, count =  5901, diff = 1000
10: secs = 1318554837, usecs =    820, count =  5815, diff = 1000
11: secs = 1318554837, usecs =   1820, count =  5866, diff = 1000
12: secs = 1318554837, usecs =   2820, count =  5849, diff = 1000
13: secs = 1318554837, usecs =   3820, count =  5857, diff = 1000
14: secs = 1318554837, usecs =   4820, count =  5867, diff = 1000
15: secs = 1318554837, usecs =   5820, count =  5852, diff = 1000
16: secs = 1318554837, usecs =   6820, count =  5865, diff = 1000
17: secs = 1318554837, usecs =   7820, count =  5867, diff = 1000
18: secs = 1318554837, usecs =   8820, count =  5885, diff = 1000
19: secs = 1318554837, usecs =   9820, count =  5864, diff = 1000
20: secs = 1318554837, usecs =  10820, count =  5918, diff = 1000
21: secs = 1318554837, usecs =  11820, count =  5869, diff = 1000
22: secs = 1318554837, usecs =  12820, count =  5866, diff = 1000
23: secs = 1318554837, usecs =  13820, count =  5875, diff = 1000
24: secs = 1318554837, usecs =  14820, count =  5925, diff = 1000
25: secs = 1318554837, usecs =  15820, count =  5870, diff = 1000
26: secs = 1318554837, usecs =  16820, count =  5877, diff = 1000
27: secs = 1318554837, usecs =  17820, count =  5868, diff = 1000
28: secs = 1318554837, usecs =  18820, count =  5874, diff = 1000
29: secs = 1318554837, usecs =  19820, count =  5862, diff = 1000

を見ると、解像度は1000マイクロ秒以下が限界のようです。もちろん、あなたのシステムはこれと異なるかもしれませんが、要するに、あなたの実装や環境に依存するということです。

この種の制限を回避する一つの方法として、一度だけ何かを行うのではなく N で割って、その経過時間を表示します。 N .

例えば、あなたが関数を呼び出したとき、タイマーが125ミリ秒かかったと表示したとしましょう。そこで、この関数をループで1000回呼び、その1000回にかかった時間を測定することを提案します。

その結果、125秒であれば、そうですね、遅いのでしょう。しかし、もし27秒しかかからないのであれば、タイマーの解像度が原因で時間がかかっていると考えられます。

これを考慮したコードの修正は、次のようなものです。

int main() {
    const int count = 1000;
    timeval tim;

    gettimeofday(&tim, NULL);
    double t1 = 1.0e6 * tim.tv_sec + tim.tv_usec;

    int v;
    for (int i = 0; i < count; ++i)
        v = a(3, 4);           

    gettimeofday(&tim, NULL);
    double t2 = 1.0e6 * tim.tv_sec + tim.tv_usec;

    cout << v << '\n' << ((t2 - t1) / count) << '\n';

    return 0;
}