اندازه گیری زمان اجرا

[farzaneh0]

با سلام
آقا خواهش می کنم محض رضای خدا یکی کمکم کنه من چند وقت است می خواهم زمان اجرای برنامه ام را با کد زیر اندازه گیری کنم ولی همش زمان صفر را می ده باور کنید حتی برنامه ام را 200 بار فراخوانی کرده ام تا زمانش طولانی شود ولی نتیجه ای نداشته کمکم کنید
clock_t begin,end;
begin=clock();
برنامه ای که می خوام زمان آن را اندازه گیری کنم
end=clock();
d=((end-begin)*1000)/CLOCKS_PER_SEC;
cout<<d

 

[the_king]

با سلام
آقا خواهش می کنم محض رضای خدا یکی کمکم کنه من چند وقت است می خواهم زمان اجرای برنامه ام را با کد زیر اندازه گیری کنم ولی همش زمان صفر را می ده باور کنید حتی برنامه ام را 200 بار فراخوانی کرده ام تا زمانش طولانی شود ولی نتیجه ای نداشته کمکم کنید
clock_t begin,end;
begin=clock();
برنامه ای که می خوام زمان آن را اندازه گیری کنم
end=clock();
d=((end-begin)*1000)/CLOCKS_PER_SEC;
cout<<d

فرض های مساله :
توابع ()MyFunction1 و ()MyFunction2 توابعی هستند که قصد مقایسه کردن سرعت اجرایشان را دارید.
زمانی که برای اجرا های متوالی هر کدام از ایندو تابع صرف خواهید کرد (بر حسب ثانیه ) را t می نامیم که در کد مثال
5 ثانیه خواهد بود.
تابع ()round برای محاسبه کردن عملیات ریاضی گرد کردن عدد اعشاری به نزدیکترین عدد صحیح بدون اعشار بکار می رود.
تابع ()CompareResults بر اساس تعداد اجرا های تو تابع در طی زمان t و حذف کردن تغییرات کوچکی که ممکن است
در هر بار اجرا تغییر کنند، تابع برنده (سرعت اجرای بیشتر) و میزان درصدی که سرعتش از تابع بازنده بیشتر
است را بر می گرداند.

#include <iostream>
#include <math.h>

using namespace std;

const clock_t t = 5;

double round(double x)
{
    double n = floor(x);
    double m = ceil(x);
    return (fabs(x - n) < fabs(x - m)) ? n : m;
}

void CompareResults(long count1, long count2, long *percent, int *winner)
{
    double factor;
    if (count1 < count2)
    {
        factor = ((double)count2 / (double)count1 - 1) * 100;
        *winner = 2;
    }
    else
    {
        factor = ((double)count1 / (double)count2 - 1) * 100;
        *winner = 1;
    }
    if (factor < 100)
    {
        *percent = 0;
        *winner = 0;
    }
    else
    {
        long base = (long)round(pow(10, floor(log10(factor))));
        *percent = (long)(round((double)factor / base) * base);
    }
}

long MyFunction1()
{
    long sum = 0;
    for (int i = 1; i <= 1000; i++)
        sum += i;
    return sum;
}

long MyFunction2()
{
    long sum = (1000 + 1) * (1000 / 2);
    return sum;
}

int main()
{
    clock_t end;
    long count1 = 0, count2 = 0;
    cout << "Please wait...it take " << t << " seconds." << endl;
    end = clock() + CLOCKS_PER_SEC * t;
    while (clock() < end)
    {
        MyFunction1();
        count1++;
    }
    cout << "Please wait...it take " << t << " seconds." << endl;
    end = clock() + CLOCKS_PER_SEC * t;
    while (clock() < end)
    {
        MyFunction2();
        count2++;
    }
    int winner;
    long percent;
    CompareResults(count1, count2, &percent, &winner);
    switch (winner)
    {
        case 1 :
            cout << "MyFunction1 is " << percent << "% faster than Myfunction2." << endl;
            break;
        case 2 :
            cout << "MyFunction2 is " << percent << "% faster than Myfunction1." << endl;
            break;
        default :
            cout << "MyFunction1 and Myfunction2 have the same speed." << endl;
    }
    return 0;
}

 

[farzaneh0]

دوست عزیز ممنون از لطفت ولی مشکل فعلی من این است که زمان اجرای یک برنامه را اندازه گیری کنم که متاسفانه همش صفر میده. اگه راهنماییم کنید بینهایت ممنون می شم

 

[the_king]

دوست عزیز ممنون از لطفت ولی مشکل فعلی من این است که زمان اجرای یک برنامه را اندازه گیری کنم که متاسفانه همش صفر میده. اگه راهنماییم کنید بینهایت ممنون می شم

لطفا در متن پست هایتان کد های طولانی را نقل قول نکنید، بی جهت متن صفحه را طولانی می کند.

کد زیرزمان اجرای یک تابع را بر حسب ثانیه اندازه گیری می کند :

#include <iostream>
#include <math.h>

using namespace std;

const clock_t t = 5;

double round(double x)
{
    double n = floor(x);
    double m = ceil(x);
    return (fabs(x - n) < fabs(x - m)) ? n : m;
}

long MyFunction()
{
    long sum = 0;
    for (int i = 1; i <= 1000; i++)
        sum += i;
    return sum;
}

int main()
{
    clock_t end;
    long count = 0;
    cout << "Please wait...it take " << t << " seconds." << endl;
    end = clock() + CLOCKS_PER_SEC * t;
    while (clock() < end)
    {
        MyFunction();
        count++;
    }
    double elap = (double)t / (double)count;
    cout.precision(15);
    cout.setf(ios::fixed);
    cout << "Elapsed time for MyFunction = " << elap << " sec" << endl;
    return 0;
}

 

[farzaneh0]

دوست عزیز مطمئنی کدت درست است من که این کد را نوشتم برنامه در حالت اجرا موند و اصلا زمان اجرا را نشان نداد من الان تنها مشکلم این است که می خواهم زمان اجرای یک برنامه را اندازه گیری کنم ولی جواب زمان اجرا همیشه صفر است؟؟؟

 

[the_king]

دوست عزیز مطمئنی کدت درست است من که این کد را نوشتم برنامه در حالت اجرا موند و اصلا زمان اجرا را نشان نداد من الان تنها مشکلم این است که می خواهم زمان اجرای یک برنامه را اندازه گیری کنم ولی جواب زمان اجرا همیشه صفر است؟؟؟

بله، مطمئن ام. این هم فایل اجرایی اش که ضمیمه پست شده.

 

[farzaneh0]

دوست عزیز ممنون درست گفتی کد را دوباره با دقت اجرا کردم درست جواب داد در ضمن باور کن از صمیم قلب هم برای شما دعا کردم به خاطر کمک بزرگی که کردی فقط دوست عزیز یک سوال دیگه داشتم (البته ببخشید) و آن اینکه
برنامه من به ازای ورودی یکسان هر بار زمان اجرایش کمی متفاوت با دفعه قبل است به نظرت همین را به عنوان زمان اجرای برنامه در نظر بگیرم یا میانگین چند بار اجرای آن؟؟
در ضمن اگه درست فهمیده باشم کد شما می بینه که در مدت 5 ثانیه برنامه چند بار اجرا میشه سپس همین زمان 5 ثانیه را بر تعداد دفعات اجرا تقسیم می کنه درسته؟؟؟

 

[the_king]

دوست عزیز ممنون درست گفتی کد را دوباره با دقت اجرا کردم درست جواب داد در ضمن باور کن از صمیم قلب هم برای شما دعا کردم به خاطر کمک بزرگی که کردی فقط دوست عزیز یک سوال دیگه داشتم (البته ببخشید) و آن اینکه
برنامه من به ازای ورودی یکسان هر بار زمان اجرایش کمی متفاوت با دفعه قبل است به نظرت همین را به عنوان زمان اجرای برنامه در نظر بگیرم یا میانگین چند بار اجرای آن؟؟

فرق چندانی نمی کنه، چون در هر صورت زمان اجرای برنامه ای که بدست می آید مستقل از وضعیتی که سیستم عامل
در همون لحظه اجرا داشته نیست و چون سیستم عامل در هر لحظه بار ترافیکی پردازشی و ورودی/خروجی متفاوتی داره،
در هیچ حالتی زمان بدست آمده مستقل نخواهد بود.

در ضمن اگه درست فهمیده باشم کد شما می بینه که در مدت 5 ثانیه برنامه چند بار اجرا میشه سپس همین زمان 5 ثانیه را بر تعداد دفعات اجرا تقسیم می کنه درسته؟؟؟

دقیقا همینطوره.

 

[farzaneh0]

یعنی هیچ کاری نمیشه کرد که زمان اجرای برنامه را بطور خالص در نظر گرفت (بدون دخالت پردازشهای دیگر) آخه وقتی من می خوام زمان اجرای چند برنامه را با هم مقایسه کنم و یکیش به ازای ورودی یکسان یکبار مثلا 0000242/0 است و بار دیگر 0000270/0 و دیگری هم به ازای ورودی یکسان یکبار 0000264/0 است و بار دیگر 0000280/. بالخره نمی توان گفت که زمان برنامه دومی از اولی کمتر است یا بیشتر!!!!
این مسئله به یک مشکل اساسی برای تز فوق لیسانس من تبدیل شده.

 

[the_king]

یعنی هیچ کاری نمیشه کرد که زمان اجرای برنامه را بطور خالص در نظر گرفت (بدون دخالت پردازشهای دیگر) آخه وقتی من می خوام زمان اجرای چند برنامه را با هم مقایسه کنم و یکیش به ازای ورودی یکسان یکبار مثلا 0000242/0 است و بار دیگر 0000270/0 و دیگری هم به ازای ورودی یکسان یکبار 0000264/0 است و بار دیگر 0000280/. بالخره نمی توان گفت که زمان برنامه دومی از اولی کمتر است یا بیشتر!!!!
این مسئله به یک مشکل اساسی برای تز فوق لیسانس من تبدیل شده.

قرنطینه کردن cpu که نه، در سیستم عامل ویندوز نمیشه بطور کامل اینکار رو کرد.
در dos وضعیت بهتری هست، اما با مادربورد ها و cpu های قدیمی که رابطه دقیقی بین کد ماشین و زمان اجرا بود.
وقتی زمان اجرای یک کد برنامه ثابت نباشه، زمان اجرای خالص مفهومی نداره که بخواهید مشخص اش کنید.
زمان اجرای خالص فقط روی کاغذ بدست می یاد، کوچکترین تغییری در ولتاژ cpu یا اجرای همزمان چند پردازه و درخواست
i/o و صد ها تکنولوژی پیچیده داخل cpu مانع از تعیین کردن دقیق زمان اجرا میشه.

اگه قصد تون مقایسه دقیق کارایی دو کد برنامه است، با بررسی کد ماشین برنامه کامپایل شده و
بدست آوردن مجموع تعداد کلاک پالس ها با استفاده از جدول دستورات پردازنده، می توانید بطور دقیق
مشخص کنید که مثلا برای اندازه داده ورودی فلان، این کد فلان تعداد کلاک پالس صرف می کنه.
اما بدست آوردن زمان مورد نیاز برای اون تعداد کلاک پالس ها ثابت و دقیق نیست، چون در یک پردازنده مدرن
که چند هسته ای حقیقی یا مجازی است، و با مادربورد های مدرن که بطور متغیر ولتاژ cpu و فرکانس کاری اش
را کنترل می کنند، و با یک سیستم عامل چند پردازه ای مدرن، زمان اجرای کد بازه متغیری داره.

 

[farzaneh0]

یعنی تمام مقالاتی که زمان اجرای چند برنامه را اندازه گرفته و با هم روی نمودار مقایسه کرده اند از همین کدی که شما برای اندازه گیری زمان اجرا فرمودید استفاده کرده اند و برای یک ورودی مشخص که هر دفعه زمان اجراش با دفعه پیش متفاوت است یکی را به عنوان زمان اجرای آن در نظر گرفته اند؟؟؟

 

[the_king]

یعنی تمام مقالاتی که زمان اجرای چند برنامه را اندازه گرفته و با هم روی نمودار مقایسه کرده اند از همین کدی که شما برای اندازه گیری زمان اجرا فرمودید استفاده کرده اند و برای یک ورودی مشخص که هر دفعه زمان اجراش با دفعه پیش متفاوت است یکی را به عنوان زمان اجرای آن در نظر گرفته اند؟؟؟

اندازه گیری زمان اجرا در یک سیستم نمونه فقط یکی از روش های مقایسه کردن سرعت اجرای کد ها است و
کد هایی که زمان اجرای شان را با هم مقایسه می کنند در حد چند میلی ثانیه نیستند و طبیعتا اختلاف بین شان
آنقدر محسوس هست که اختلاف های صدم ثانیه ای تاثیری در نتیجه گیری نداشته باشد.

مثلا مقایسه کردن سرعت مرتب سازی حبابی و درجی برای اندازه داده های ورودی 10000 و 100000

           Bubble Sort 10,000      Bubble Sort 100,000
         Random Numbers    Random Numbers
Time        0.366 sec.       36.702 sec.


           Insertion Sort 10,000      Insertion Sort 100,000
         Random Numbers    Random Numbers
Time        0.055 sec.       5.392 sec.

طبیعتا اگر اندازه داده های ورودی را در حد 10 می گرفتند، مقایسه ایندو کد با روش اندازه گیری زمان اجرا عملی نبود.

 

[farzaneh0]

خب آخر من برنامه ام جوری است که امکان اجرای آن برای داده های خیلی بزرگ نیست؟ به نظرتان چکار کنم؟؟؟

 

[the_king]

خب آخر من برنامه ام جوری است که امکان اجرای آن برای داده های خیلی بزرگ نیست؟ به نظرتان چکار کنم؟؟؟

کدتان را داخل یک حلقه for با تعداد تکرار زیاد بندازید تا هر بار اجرایش چند ثانیه ای طول بکشد،
هر چه که تعداد تکرار ها بیشتر باشد، تفاوت های کوچک میان دو کد بیشتر مشخص می شود :

long x = 0;
for (x = 0; x < 500000; x++)
{

}

 

[farzaneh0]

خب فکر کنم باید مجموع زمان اجراها را هم بر تعداد تکرارها تقسیم کنم و در واقع میانگین بگیرم درسته؟؟؟

 

[the_king]

خب فکر کنم باید مجموع زمان اجراها را هم بر تعداد تکرارها تقسیم کنم و در واقع میانگین بگیرم درسته؟؟؟

نه، منظورم میانگین نبود، اگر بخواهید میانگین بگیرید باید مدام بین هر بار اجرا زمان اجرا را اندازه گیری کنید
و جمع بزنید که چون خود کد زمان اجرای کمی دارد، این صرف کردن زمان اضافی اندک برای زمانگیری هم تاثیر نامطلوب
خواهد داشت.

منظورم این بود که در نتایج بجای درج کردن زمان سپری شده برای یکبار اجرا، زمان سپری شده برای مثلا 100000
بار اجرا رو ذکر کنید، در واقع واحد اندازه گیری را تغییر دهید، همانطور که فاصله بین شهر ها را بجای متر که
واحد اصلی است و دقیق تر هم هست به کیلومتر اعلام می کنند.

 

[farzaneh0]

خب دوست عزیز با کدی که شما برای اندازه گیری زمان اجرا به من گفتید اینطور بود که مثلا تعداد دفعات اجرای برنامه را در مدت 5 ثانیه اندازه گیری می کردیم و بعد 5 ثانیه را بر تعداد دفعات اجرا تقسیم می کردم حالا با این روش که بخواهم داخل حلقه for زمان اجرای برنامه را به ازای 10000 بار اجرا بدست آورم نمی شود مگر اینکه همان زمان حاصل از تقسیم 5 ثانیه بر تعداد دفعات اجرا را در 10000 ضرب کنم تا به جای زمان اجرای یک بار برنامه زمان اجرای 10000 بار برنامه بدست بیاد درسته؟؟؟

 

[the_king]

خب دوست عزیز با کدی که شما برای اندازه گیری زمان اجرا به من گفتید اینطور بود که مثلا تعداد دفعات اجرای برنامه را در مدت 5 ثانیه اندازه گیری می کردیم و بعد 5 ثانیه را بر تعداد دفعات اجرا تقسیم می کردم حالا با این روش که بخواهم داخل حلقه for زمان اجرای برنامه را به ازای 10000 بار اجرا بدست آورم نمی شود مگر اینکه همان زمان حاصل از تقسیم 5 ثانیه بر تعداد دفعات اجرا را در 10000 ضرب کنم تا به جای زمان اجرای یک بار برنامه زمان اجرای 10000 بار برنامه بدست بیاد درسته؟؟؟

از نظر منطق ریاضی کاملا درسته، البته در عمل بدلیل ساختار اعداد اعشاری با ممیز شناور کمی خطا در محاسبه
خواهد داشت، اما تقریبا همون میشه.