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C语言计算程序运行的时间长度

时间：2024-09-29 09:22:54浏览次数：8  
标签：prime used 程序运行 int printf PSIZE C语言 time 长度

C语言计算程序运行的时间长度

也就是求一段代码的运行结束后耗时多长时间的问题！！！

求100以内的质数的代码，加上计数和计时功能

  1. clock_t start end 取起始时间和终止时间，计算两者之差，得出代码运行所用时间！！！
  2. cpu_time_used 双精度，保存时间
  3. CLOCKS_PER_SEC 宏，每秒的clock数
  4. clock_t, CLOCKS_PER_SEC 在头文件 time.h 中定义，用到时需要包含进去！！！
  5. count 计数变量，初始为0，每发现一个质数自增一次

代码如下：

/* filename: prime.c */
#include <stdio.h>
#include <stdlib.h> //for malloc and free
#include <string.h> //for memset
#include <time.h>   //for clock

/* compile : gcc prime.c -o prime
       run : ./prime               */

#define PSIZE 100

/**/
void
get_prime (void)
{
  int count = 0;
  char *prime = (char*) malloc (PSIZE);
  memset (prime, 0, PSIZE);

  prime[0] = 1; prime[1] = 1;

  for (int i = 2; i*2 < PSIZE; i++)
    prime[i*2] = 1;

  for (int i = 3; i < PSIZE/3+1; i = i + 2)
    for (int j = 2; i*j < PSIZE; j++)
      prime[i*j] = 1;

  for (int i = 0; i < PSIZE; i++)
    if (0 == prime[i])
      {
	count++;
	printf ("%d ", i);
      }
  printf ("\nCount : %d\n", count);
  free (prime);
}

/**/
int
main (int argc, char *argv[])
{
  clock_t start, end;
  double cpu_time_used;

  printf ("Prime 0 - %d :\n", PSIZE);

  start = clock();

  get_prime (); //需要计时的代码

  end = clock();
 
  cpu_time_used = ((double) (end - start)) / CLOCKS_PER_SEC;
  printf("Cpu time used = %f\n", cpu_time_used);

  return 0;
}
/* --(:-O-:)-- */

编译运行，结果如下：

songvm@ubuntu:~/works/xdn/zoo$ gcc prime.c -o prime
songvm@ubuntu:~/works/xdn/zoo$ ./prime
Prime 0 - 100 :
2 3 5 7 11 13 17 19 23 29 31 37 41 43 47 53 59 61 67 71 73 79 83 89 97 
Count : 25
Cpu time used = 0.000013

计算1到10000000（一千万）之间的质数数量

  • 以上的代码运行耗时0.000013秒，非常快了！！！
  • 将宏PSIZE的值由100改为10000000！
  • 输出统计总数，不再输出质数本身！！！

代码如下：

/* filename: prime.c */
#include <stdio.h>
#include <stdlib.h> //for malloc and free
#include <string.h> //for memset
#include <time.h>   //for clock

/* compile : gcc prime.c -o prime
       run : ./prime               */

#define PSIZE 10000000

/**/
void
get_prime (void)
{
  int count = 0;
  char *prime = (char*) malloc (PSIZE);
  memset (prime, 0, PSIZE);

  prime[0] = 1; prime[1] = 1;

  for (int i = 2; i*2 < PSIZE; i++)
    prime[i*2] = 1;

  for (int i = 3; i < PSIZE/3+1; i = i + 2)
    for (int j = 2; i*j < PSIZE; j++)
      prime[i*j] = 1;

  for (int i = 0; i < PSIZE; i++)
    if (0 == prime[i])
      {
	count++;
	//printf ("%d ", i);
      }
  printf ("\nCount : %d\n", count);
  free (prime);
}

/**/
int
main (int argc, char *argv[])
{
  clock_t start, end;
  double cpu_time_used;

  printf ("Prime 0 - %d :\n", PSIZE);

  start = clock();

  get_prime (); //需要计时的代码

  end = clock();
 
  cpu_time_used = ((double) (end - start)) / CLOCKS_PER_SEC;
  printf("Cpu time used = %f\n", cpu_time_used);

  return 0;
}
/* --(:-O-:)-- */

编译运行，结果如下：

songvm@ubuntu:~/works/xdn/zoo$ gcc prime.c -o prime
songvm@ubuntu:~/works/xdn/zoo$ ./prime
Prime 0 - 10000000 :

Count : 664579
Cpu time used = 0.697980
  • 只用了不到0.7秒的时间！！！
  • 注意：不同的系统，不同的硬件平台，得到的用时结果都可能是不一样的！！！
  • 注意：多次运行的用时结果也可能是不一样的，因为系统会有缓存！！！
  • 本人机器老旧，虚拟了一个CPU两个核的Ubuntu Desktop 18.04 LTS ！！！

输出1到100000000（1亿）的质数统计表，看一下用时多少秒

代码如下：

/* filename: prime.c */
#include <stdio.h>
#include <stdlib.h> //for malloc and free
#include <string.h> //for memset
#include <time.h>   //for clock

/* compile : gcc prime.c -o prime
       run : ./prime               */

#define PSIZE 100000000

/**/
void
get_prime (void)
{
  int count = 0;
  char *prime = (char*) malloc (PSIZE);
  memset (prime, 0, PSIZE);

  prime[0] = 1; prime[1] = 1;

  for (int i = 2; i*2 < PSIZE; i++)
    prime[i*2] = 1;

  for (int i = 3; i < PSIZE / 3 + 1; i = i + 2)
    for (int j = 2; i*j < PSIZE; j++)
      prime[i*j] = 1;

  for (int i = 0; i < PSIZE; i++)
    {
      if (0 == prime[i]) count++;
      if (i == 100)
	printf ("1 - 100 : %d\n", count);
      else if (i == 1000)
	printf ("1 - 1000 : %d\n", count);
      else if (i == 10000)
	printf ("1 - 10000 : %d\n", count);
      else if (i == 100000)
	printf ("1 - 100000 : %d\n", count);
      else if (i == 1000000)
	printf ("1 - 1000000 : %d\n", count);
      else if (i == 10000000)
	printf ("1 - 10000000 : %d\n", count);
    }
  printf ("1 - %u : %d\n", PSIZE, count);
  free (prime);
}

/**/
int
main (int argc, char *argv[])
{
  clock_t start, end;
  double cpu_time_used;

  printf ("Prime 0 - %d :\n", PSIZE);

  start = clock();

  get_prime (); //需要计时的代码

  end = clock();
 
  cpu_time_used = ((double) (end - start)) / CLOCKS_PER_SEC;
  printf("Cpu time used = %f\n", cpu_time_used);

  return 0;
}
/* --(:-O-:)-- */

编译运行，结果如下：

Prime 0 - 100000000 :
1 - 100 : 25
1 - 1000 : 168
1 - 10000 : 1229
1 - 100000 : 9592
1 - 1000000 : 78498
1 - 10000000 : 664579
1 - 100000000 : 5761455
Cpu time used = 25.891674

再算1到10亿之间的质数的数量

  • 上一个运行耗时不到26秒，可以接受！！！
  • 改一下代码，再算1到10亿这间的质数的数量

代码如下：

/* filename: prime.c */
#include <stdio.h>
#include <stdlib.h> //for malloc and free
#include <string.h> //for memset
#include <time.h>   //for clock

/* compile : gcc prime.c -o prime
       run : ./prime               */

/**/
typedef unsigned long ulong;

/**/
#define PSIZE 1000000000

/**/
void
get_prime (void)
{
  int count = 0;
  char *prime = (char*) malloc (PSIZE);
  memset (prime, 0, PSIZE);

  prime[0] = 1; prime[1] = 1;

  for (ulong i = 2; i*2 < PSIZE; i++)
    prime[i*2] = 1;

  for (ulong i = 3; i < PSIZE/3+1; i = i + 2)
    for (ulong j = 3; i*j < PSIZE; j++)
      prime[i*j] = 1;

  for (ulong i = 0; i < PSIZE; i++)
    if (0 == prime[i])
	count++;

  printf ("\nCount : %d\n", count);
  free (prime);
}

/**/
int
main (int argc, char *argv[])
{
  clock_t start, end;
  double cpu_time_used;

  printf ("Prime 0 - %d :\n", PSIZE);

  start = clock();

  get_prime (); //需要计时的代码

  end = clock();
 
  cpu_time_used = ((double) (end - start)) / CLOCKS_PER_SEC;
  printf("Cpu time used = %f\n", cpu_time_used);

  return 0;
}
/* --(:-O-:)-- */

编译运行，结果如下：

songvm@ubuntu:~/works/xdn/zoo$ ./prime
Prime 0 - 1000000000 :

Count : 50847534
Cpu time used = 198.287914
songvm@ubuntu:~/works/xdn/zoo$
  • 结果是50847534，与上次的结果相同！！！
  • 用时198.287914秒，3分多钟，耗时是上次90分钟的30分之一！！！
  • 效率之高，可见算法的重要性！！！

扩展一下

  1. 如果还要计算更大的质数，一个是选用无符号整型（unsigned int），更大的则是用长整型（long），再大的则是选用无符号长整型（unsigned long）！！！
  2. 当然还可以用__int128，128位的二进制整数，比长整型（64位）长一倍，可以进行加减乘除等运算！！！
  3. 还有方法表示更大的整数吗？答案是：有！
    The GNU Multiple Precision Arithmetic Library
    他能计算的整数的长度可能是初学者想不到的！！！

标签：prime,used,程序运行,int,printf,PSIZE,C语言,time,长度
From： https://blog.csdn.net/gwsong52/article/details/142626890

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