VC中如何获取当前时间（精度达到毫秒级）

对关注性能的程序开发人员而言，一个好的计时部件既是益友，也是良师。计时器既可以作为程序组件帮助程序员精确的控制程序进程，又是一件有力的调试武器，在有经验的程序员手里可以尽快的确定程序的性能瓶颈，或者对不同的算法作出有说服力的性能比较。

在Windows平台下，常用的计时器有两种，一种是timeGetTime多媒体计时器，它可以提供毫秒级的计时。但这个精度对很多应用场合而言还是太粗糙了。另一种是QueryPerformanceCount计数器，随系统的不同可以提供微秒级的计数。对于实时图形处理、多媒体数据流处理、或者实时系统构造的程序员，善用QueryPerformanceCount/QueryPerformanceFrequency是一项基本功。

本文要介绍的，是另一种直接利用Pentium CPU内部时间戳进行计时的高精度计时手段。以下讨论主要得益于《Windows图形编程》一书，第 15页－17页，有兴趣的读者可以直接参考该书。关于RDTSC指令的详细讨论，可以参考Intel产品手册。本文仅仅作抛砖之用。

在 Intel Pentium以上级别的CPU中，有一个称为“时间戳（Time Stamp）”的部件，它以64位无符号整型数的格式，记录了自CPU上电以来所经过的时钟周期数。由于目前的CPU主频都非常高，因此这个部件可以达到纳秒级的计时精度。这个精确性是上述两种方法所无法比拟的。

在Pentium以上的CPU中，提供了一条机器指令RDTSC（Read Time Stamp Counter）来读取这个时间戳的数字，并将其保存在EDX:EAX寄存器对中。由于EDX:EAX寄存器对恰好是Win32平台下C++语言保存函数返回值的寄存器，所以我们可以把这条指令看成是一个普通的函数调用。像这样：

inline unsigned __int64 GetCycleCount()

{

__asm RDTSC

}

但是不行，因为RDTSC不被C++的内嵌汇编器直接支持，所以我们要用_emit伪指令直接嵌入该指令的机器码形式0X0F、0X31，如下：

inline unsigned __int64 GetCycleCount()

{

__asm _emit 0x0F

__asm _emit 0x31

}

以后在需要计数器的场合，可以像使用普通的Win32 API一样，调用两次GetCycleCount函数，比较两个返回值的差，像这样：

unsigned long t;

t = (unsigned long)GetCycleCount();

//Do Something time-intensive

t -= (unsigned long)GetCycleCount();

《Windows图形编程》第15页编写了一个类，把这个计数器封装起来。有兴趣的读者可以去参考那个类的代码。作者为了更精确的定时，做了一点小小的改进，把执行RDTSC指令的时间，通过连续两次调用GetCycleCount函数计算出来并保存了起来，以后每次计时结束后，都从实际得到的计数中减掉这一小段时间，以得到更准确的计时数字。但我个人觉得这一点点改进意义不大。在我的机器上实测，这条指令大概花掉了几十到100多个周期，在 Celeron 800MHz的机器上，这不过是十分之一微秒的时间。对大多数应用来说，这点时间完全可以忽略不计；而对那些确实要精确到纳秒数量级的应用来说，这个补偿也过于粗糙了。

这个方法的优点是：

1高精度。可以直接达到纳秒级的计时精度（在1GHz的CPU上每个时钟周期就是一纳秒），这是其他计时方法所难以企及的。

2 成本低。timeGetTime 函数需要链接多媒体库winmmlib，QueryPerformance 函数根据MSDN的说明，需要硬件的支持（虽然我还没有见过不支持的机器）和KERNEL库的支持，所以二者都只能在Windows平台下使用（关于DOS平台下的高精度计时问题，可以参考《图形程序开发人员指南》，里面有关于控制定时器8253的详细说明）。但RDTSC指令是一条CPU指令，凡是i386平台下Pentium以上的机器均支持，甚至没有平台的限制（我相信i386版本UNIX和Linux下这个方法同样适用，但没有条件试验），而且函数调用的开销是最小的。

3 具有和CPU主频直接对应的速率关系。一个计数相当于1/(CPU主频Hz数)秒，这样只要知道了CPU的主频，可以直接计算出时间。这和 QueryPerformanceCount不同，后者需要通过QueryPerformanceFrequency获取当前计数器每秒的计数次数才能换算成时间。

这个方法的缺点是：

1现有的C/C++编译器多数不直接支持使用RDTSC指令，需要用直接嵌入机器码的方式编程，比较麻烦。

2数据抖动比较厉害。其实对任何计量手段而言，精度和稳定性永远是一对矛盾。如果用低精度的timeGetTime来计时，基本上每次计时的结果都是相同的；而RDTSC指令每次结果都不一样，经常有几百甚至上千的差距。这是这种方法高精度本身固有的矛盾。

关于这个方法计时的最大长度，我们可以简单的用下列公式计算：

自CPU上电以来的秒数 = RDTSC读出的周期数 / CPU主频速率（Hz）

64位无符号整数所能表达的最大数字是18×10^19，在我的Celeron 800上可以计时大约700年（书中说可以在200MHz的Pentium上计时117年，这个数字不知道是怎么得出来的，与我的计算有出入）。无论如何，我们大可不必关心溢出的问题。

下面是几个小例子，简要比较了三种计时方法的用法与精度

//Timer1cpp 使用了RDTSC指令的Timer类//KTimer类的定义可以参见《Windows图形编程》P15

//编译行：CL Timer1cpp /link USER32lib

#include &ltstdioh>

#include "KTimerh"

main()

{

unsigned t;

KTimer timer;

timerStart();

Sleep(1000);

t = timerStop();

printf("Lasting Time: %d\n",t);

}

//Timer2cpp 使用了timeGetTime函数

//需包含&ltmmsysh>，但由于Windows头文件错综复杂的关系

//简单包含&ltwindowsh>比较偷懒：）

//编译行：CL timer2cpp /link winmmlib

#include &ltwindowsh>

#include &ltstdioh>

main()

{

DWORD t1, t2;

t1 = timeGetTime();

Sleep(1000);

t2 = timeGetTime();

printf("Begin Time: %u\n", t1);

printf("End Time: %u\n", t2);

printf("Lasting Time: %u\n",(t2-t1));

}

//Timer3cpp 使用了QueryPerformanceCounter函数

//编译行：CL timer3cpp /link KERNEl32lib

#include &ltwindowsh>

#include &ltstdioh>

main()

{

LARGE_INTEGER t1, t2, tc;

QueryPerformanceFrequency(&tc);

printf("Frequency: %u\n", tcQuadPart);

QueryPerformanceCounter(&t1);

Sleep(1000);

QueryPerformanceCounter(&t2);

printf("Begin Time: %u\n", t1QuadPart);

printf("End Time: %u\n", t2QuadPart);

printf("Lasting Time: %u\n",( t2QuadPart- t1QuadPart));

}

////////////////////////////////////////////////

//以上三个示例程序都是测试1秒钟休眠所耗费的时间

file://测/试环境：Celeron 800MHz / 256M SDRAM

// Windows 2000 Professional SP2

// Microsoft Visual C++ 60 SP5

////////////////////////////////////////////////

以下是Timer1的运行结果，使用的是高精度的RDTSC指令

Lasting Time: 804586872

以下是Timer2的运行结果，使用的是最粗糙的timeGetTime API

Begin Time: 20254254

End Time: 20255255

Lasting Time: 1001

以下是Timer3的运行结果，使用的是QueryPerformanceCount API

Frequency: 3579545

Begin Time: 3804729124

End Time: 3808298836

Lasting Time: 3569712

古人说，触类旁通。从一本介绍图形编程的书上得到一个如此有用的实时处理知识，我感到非常高兴。有美不敢自专，希望大家和我一样喜欢这个轻便有效的计时器。

一般的处理都是先调用计时函数，记下当前时间tstart，然后处理一段程序，再调用计时函数，记下处理后的时间tend，再tend和tstart做差，就可以得到程序的执行时间。

主要的几种方法：

1、time()获取当前的系统时间，返回的结果是一个time_t类型，其实就是一个大整数，其值表示从CUT（Coordinated Universal Time）时间1970年1月1日00:00:00（称为UNIX系统的Epoch时间）到当前时刻的秒数。

void test1()

{

time_t start,stop;

start = time(NULL);

foo();        //dosomething

stop = time(NULL);

printf("Use Time:%ld\n",(stop-start));}

2、clock()函数返回从“开启这个程序进程”到“程序中调用clock()函数”时之间的CPU时钟计时单元（clock tick）数，在MSDN中称之为挂钟时间（wal-clock）常量CLOCKS_PER_SEC，它用来表示一秒钟会有多少个时钟计时单元。

void test2()

{

double dur;

clock_t start,end;

start = clock();

foo();                        //dosomething  

end = clock();

dur = (double)(end - start);

printf("Use Time:%f\n",(dur/CLOCKS_PER_SEC));

}

3、timeGetTime()函数以毫秒计的系统时间。该时间为从系统开启算起所经过的时间,是windows api。

void test3()

{

DWORD t1,t2;

t1 = timeGetTime();

foo();            //dosomething

t2 = timeGetTime();    

printf("Use Time:%f\n",(t2-t1)10/1000);

}

4、QueryPerformanceCounter()这个函数返回高精确度性能计数器的值,它可以以微妙为单位计时。但是QueryPerformanceCounter()确切的精确计时的最小单位是与系统有关的，所以必须要查询系统以得到QueryPerformanceCounter()返回每秒嘀哒声的个数。

void test4()

{

LARGE_INTEGER t1,t2,tc;

QueryPerformanceFrequency(&tc);

QueryPerformanceCounter(&t1);

foo();    //dosomething

QueryPerformanceCounter(&t2);

printf("Use Time:%f\n",(t2QuadPart - t1QuadPart)10/tcQuadPart);

}

5、GetTickCount返回（retrieve）从 *** 作系统启动到现在所经过（elapsed）的毫秒数，它的返回值是DWORD。

void test5()

{

DWORD t1,t2;

t1 = GetTickCount();

foo();//dosomething

t2 = GetTickCount();

printf("Use Time:%f\n",(t2-t1)10/1000);

}

foo()函数如下：

void foo()

{    long i;    for (i=0;i<100000000;i++)

{        long a= 0;

a = a+1;

}

}

TC简单来说就是牵引力控制系统，它的作用是使汽车在各种行驶状况下都能获得最佳的牵引力。如果车主不小心把换挡杆旁边的牵引力控制开关关闭，指示灯也会亮起；如果排除了自己误按的情况，那么表明牵引力控制系统存在故障。

汽车仪表盘“TC”指示灯闪烁时，表示“牵引力控制系统”正在工作。“TC”是Tra ct ion Control System的缩写，意思是循迹防滑控制系统，也就是牵引力控制系统。在光滑路面行车制动或起步急加速时，车轮容易打滑甚至方向失控造成危险。为应对这类安全问题，牵引力控制系统应运而生。

牵引力控制系统依靠于ABS防抱死系统电子传感器，当检测到从动轮的转速低于驱动轮时，也就是车轮打滑时，就会反馈信号给汽车系统，汽车系统就会相应地调节点火时间、减小气门开度、减小油门、降档或制动车轮，从而使得车轮不打滑。

牵引力控制系统确实能将动力传递至路面避免打滑，同时也能让汽车依照驾驶员的意志行驶，提高驾驶的安全系数。牵引力控制系统也并非确保行车的绝对安全，只是能降低车祸意外发生的概率及严重程度。真正的安全掌握在驾驶员手中，还和汽车的车况及保养息息相关。（图/文/摄： 杨玮琳） @2019

/简单的时钟程序，界面不是很美观，您可以根据自己的爱好加以修改，如给表盘加上刻度，将指针改为其它外形等/

#include<graphicsh>

#include<mathh>

#include<dosh>

#define PI 31415926

#define x0 320 /定义钟表中心坐标/

#define y0 240

void DrawClock(int x,int y,int color) /画表盘/

{ int r=150; /表盘的半径/

float th;

setcolor(color);

circle(x,y,r);

circle(x,y,2);

}

void DrawHand(int x,int y,float th,int l,int color)

{

int x1,y1;

x1=x+lsin(th);

y1=y-lcos(th);

setcolor(color);

line(x,y,x1,y1);

}

void main()

{int gdriver=DETECT,gmode;

struct time curtime;

float th_hour,th_min,th_sec;

initgraph(&gdriver,&gmode,"");

setbkcolor(0);

while(! kbhit())

{

DrawClock(x0,y0,14);

gettime(&curtime); /得到当前系统时间/

gotoxy(35,20); /定位输出位置/

if((float)curtimeti_hour<=12) /午前的处理/

{printf("AM ");

if((float)curtimeti_hour<10) printf("0"); /十点之前在小时数前加零/

printf("%0f:",(float)curtimeti_hour);

}

else /午后的处理/

{printf("PM ");

if((float)curtimeti_hour-12<10) printf("0");

printf("%0f:",(float)curtimeti_hour-12);

}

if((float)curtimeti_min<10) printf("0");

printf("%0f:",(float)curtimeti_min);

if((float)curtimeti_sec<10) printf("0");

printf("%0f",(float)curtimeti_sec);

/以下三行计算表针转动角度，以竖直向上为起点，顺时针为正/

th_sec=(float)curtimeti_sec01047197551; /2π/60=01047197551/

th_min=(float)curtimeti_min01047197551+th_sec/600;

th_hour=(float)curtimeti_hour0523598775+th_min/120; / 2π/12=05235987755 /

DrawHand(x0,y0,th_hour,70,2); /画时针/

DrawHand(x0,y0,th_min,110,3); /分针/

DrawHand(x0,y0,th_sec,140,12); /秒针/

sleep(1); /延时一秒后刷新/

cleardevice();

}

closegraph();

}

你不是在TC下跑的吧，dosh是TC/BC之类的古老的C的专用函数……

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VC的dosh是阉割了的，没有gettime了，你要用就用timeh的time函数吧，是一样的。

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你看看这个你看得懂么？

#include <timeh> //time,ctime

#include <stdioh>

#include <windowsh> //system

void main()

{

long i,t;

for (i=0L;i<10000000L;i++)

{

system("cls"); //在VC里没有clrscr函数，只能直接用dos命令清屏

t = time(NULL);

printf("%d:%d:%d\n",((t/3600)+8)%24,(t/60)%60,t%60);//小时+8因为东八区

printf(ctime(&t)); //时间的标准输出方式

}

}

个人觉得TC执行速度要比按键块,而且内存和Cpu占用方面,TC消耗比较少,按键的话,写个脚本的都知道,随着脚本运行时间越久,内存和cpu都是暴涨的。

大家可以按代码测试一下,纯属个人兴趣,不对任何工具有贬低的意思

int time,time2

time=辅助获取系统毫秒()

int i

i=0

while(i<20000)

整型 x

整型 y

鼠标获取坐标(x,y)

鼠标移动(x,y)

i=i+1

endwhile

time2=辅助获取系统毫秒()

helpmessagebox(转换整型转字符型(time2-time))

按键精灵代码：

j = 0

s = PluginSysGetTime()

While j<20000

GetCursorPos x, y

MoveTo x, y

j=j+1

EndWhile

//当循环条件成立的时候，反复执行循环体

s2 = PluginSysGetTime()

Msgbox "您的脚本从启动到结束时间：" & s2-s & "毫秒"

我是对两个同样的功能 读取坐标和移动坐标, 都是执行20000次,下面有图对比结果

对比的结果是:

TC的运行时间是 2420毫秒

按键的运行时间是 4630毫秒

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