risoluzione std :: :: crono high_resolution_clock non corrisponde alle misure

Question

Lasciatemi chiedere la mia domanda per questo programma di test:

#include <iostream> 
#include <chrono> 

using std::chrono::nanoseconds; 
using std::chrono::duration_cast; 

int main(int argc, char* argv[]) 
{ 
    std::cout << "resolution (nano) = " << (double) std::chrono::high_resolution_clock::period::num 
     /std::chrono::high_resolution_clock::period::den * 1000 * 1000 * 1000 << std::endl; 

    auto t1 = std::chrono::high_resolution_clock::now(); 
    std::cout << "how much nanoseconds std::cout takes?" << std::endl; 
    auto t2 = std::chrono::high_resolution_clock::now(); 


    auto diff = t2-t1; 
    nanoseconds ns = duration_cast<nanoseconds>(diff); 

    std::cout << "std::cout takes " << ns.count() << " nanoseconds" << std::endl; 
    return 0; 
} 

uscita sulla mia macchina:

risoluzione (nano) = 100

quanto nanosecondi std :: cout richiede?

std :: cout richiederà 1000200 nanosecondi

ho ricevuto sia 1000200 o 1000300 o 1000400 o 1000500 o 1000600 o 2000600 come risultato (= 1 o 2 microsecondo). Ovviamente o la risoluzione di std::chrono è non 100 nano-secondi o il modo in cui misuro il tempo di std::cout è errato. (perché non ricevo mai qualcosa tra 1 e 2 microsecondi, ad esempio 1500000?)

Ho bisogno di un timer ad alta risoluzione in C++. Il sistema operativo stesso fornisce un timer ad alta risoluzione perché sono in grado di misurare le cose con precisione al microsecondo utilizzando la classe C# Stopwatch sulla stessa macchina. Quindi avrei solo bisogno di usare correttamente il timer ad alta risoluzione del sistema operativo!

Come posso risolvere il mio programma per produrre i risultati attesi?

Answer 1

Ho intenzione di indovinare si sta utilizzando VS2012; Altrimenti, ignorare questa risposta. VS2012 typedef 's high_resolution_clock a system_clock. Purtroppo, questo significa che ha una precisione scadente (circa 1 ms). Ho scritto una migliore alta risoluzione orologio che utilizza QueryPerformanceCounter per l'uso in VS2012 ...

HighResClock.h:

struct HighResClock 
    { 
     typedef long long        rep; 
     typedef std::nano        period; 
     typedef std::chrono::duration<rep, period>  duration; 
     typedef std::chrono::time_point<HighResClock> time_point; 
     static const bool is_steady = true; 

     static time_point now(); 
    }; 

HighResClock.cpp:

namespace 
{ 
    const long long g_Frequency = []() -> long long 
    { 
     LARGE_INTEGER frequency; 
     QueryPerformanceFrequency(&frequency); 
     return frequency.QuadPart; 
    }(); 
} 

HighResClock::time_point HighResClock::now() 
{ 
    LARGE_INTEGER count; 
    QueryPerformanceCounter(&count); 
    return time_point(duration(count.QuadPart * static_cast<rep>(period::den)/g_Frequency)); 
} 

(ho lasciato un assert e #ifs per vedere se è stato compilato nel 2012 dal codice precedente)

Puoi usare questo orologio ovunque e allo stesso modo degli orologi standard.

Answer 2

Forse l'implementazione non implementa il timer con risoluzione più elevata?

Sembra che si stia utilizzando Windows (si parla di C#) quindi se si utilizza un timer e si sta effettivamente utilizzando Windows è possibile utilizzare QueryPerformanceFrequency e QueryPerformanceCounter.

Answer 3

La risoluzione di un orologio non è necessariamente uguale alla durata minima che può essere rappresentata dal tipo di dati utilizzato dall'orologio. In questo caso l'implementazione utilizza un tipo di dati che può rappresentare una durata di soli 100 nanosecondi, ma l'orologio sottostante non ha effettivamente una tale risoluzione.

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La bassa risoluzione di Visual Studio di high_resolution_clock è stato un problema per diversi anni. Il manutentore della libreria standard C++ di Microsoft, Stephan T. Lavavej, has indicated, che è stato corretto in VS2015 tramite l'uso di QueryPerformanceCounter().