补充：如何在C++20中测量一个函数或者功能的运行时间

之前写过一篇 ，最近发现了个新的 chrono 。

虽然 chrono 是 C++11 新增的，但是那时候很少使用，因为很多设计还不完善。加之当时的情况与其他方法相比并不占优。好在 C++20 进行了很多修改，优势起来了，所以现在很多代码里都使用的 chrono 。

本文使用的一些特性是 C++20 才有的，早期版本可能能用，但不保证。

这种方法没有之前博客里写的通用，但是代码量简单多了（真的是少了很多很多）。

但是我不好说哪个好，哪个坏。因为我不像之前那篇博客，几种方法都使用了很长时间，对优缺点非常清楚。所以这里只是记录一下 chrono 的用法，未来可能会更新。写本文是因为现在 C++ 代码中， chrono 的出场率越来越高，至少要了解一下吧。

chrono 这个单词是天文（chronometer）的缩写，也有种说法是来自希腊语的 chrónos：希腊神话里的 chrónos 是时间之父。

看了下文档， chrono 可以看作是 time 的后继者。主要功能是格式化打印时间（也是，其他家语言都有相关现代标准库，但是 C++ 相关的有点“老”，但这也导致使用起来非常复杂）。所以一般情况下，计时和之前那篇博客的逻辑不太一样： chrono 计时就是获取系统时间，然后做差，而 clock_gettime 获取的是设备上的计时器/计数器来实现的。

当然你也可以在 chrono 使用计数器，后面会说。

本文主要是讲运行时间，也就是间隔时间，格式化打印系统时间这里不赘述。

系统时间计算运行时间

复杂版

先直接上代码（下面这个代码不是最简的，也不好写，这里主要是为了说明代码，后面会放个简化的代码）：

#include <chrono>

	std::chrono::time_point<std::chrono::system_clock> start = std::chrono::system_clock::now();

	...需要被测量的代码
	
    std::chrono::time_point<std::chrono::system_clock> end = std::chrono::system_clock::now();
    std::chrono::duration<double, std::nano>  elapsed = end - start;
    // 注意，这里是elapsed.count()，而不是简单使用elapsed
    std::cout<<elapsed.count()<<endl;

现在来讲一下这个代码的含义。

可以看到获取开始、结束时间的时候，使用的是 system_clock ，也就是系统时间。如果你想使用计数器，那么改成 steady_clock （这部分后面会举个例子，现在还不能说）。

继续往后看，可以注意到，计算差值的时候，前面的类型是 std::chrono::duration<double, std::nano> ，其他部分都很好理解，但是这里的 <double, std::nano> ，前者是双精度浮点类型，后者是啥意思呢？

这就是不太一样的地方，这里 nano 表示计时单位是纳秒。还记得 clock_gettime 的时候吗，我们为了转换时间单位需要进行大量计算（反正我每次用都是复制的，谁每次都手写啊）。这里的 nano 是 std 里设置的一些量（这是个比率），可以换成其他的单位，如下（可以看到不光有时间的单位）：

需要注意这里是个比率，如果把 nano 改成 deci （十进制的意思），比率也就是 deci ，最后获得的秒数就是 10 倍的实际秒数。打印的时候记得除以 10。

当然我这里是举个例子，实际用的时候你可以直接用 nano ，然后除以 1e9 ，也一样的。

简化版

都 C++20 了，很多事情都可以简化了。根据 C++ 基金会调查统计，2024 年只有 30% 的人使用 C++20，很多事情也不一样了：

所以这里你可以偷懒，把上面的数据类型改成 auto ，都 C++20 了，就别老扣数据类型了：

#include <chrono>
	// 使用std::literals之后，你就可以直接使用`1s`来表示1秒，太方便了
	using namespace std::literals;
	
	auto start = std::chrono::system_clock::now();

	...需要被测量的代码
	
    auto end = std::chrono::system_clock::now();
    std::cout<< "ms: " << (end - start)/ 1ms << std::endl;
    std::cout<< "s: " << (end - start)/ 1s << std::endl;

运行之后是这样的：

$ ./a.out 
ms: 2317
s: 2

这代码量是不是相当少，还少了计算时间的时候处理数据类型转换的步骤。

计数器计算运行时间

现在回到前面 steady_clock 到部分，如果用计数器来计算时间呢？

就是把 system_clock 改成 steady_clock 。这里我们直接用简化版：

#include <chrono>
	auto start = std::chrono::steady_clock::now();
 
 	...需要被测量的代码
 
    auto end = std::chrono::steady_clock::now();

时间的使用方法和系统时间一模一样。

参考资料