C++统计资源消耗和耗时

在 Linux 下统计可执行程序的执行耗时，你可以使用 time 命令。它能够显示程序的用户时间、系统时间和总耗时等详细信息。以下是 time 命令的基本使用方式：

time ./your_program

其中 your_program 是你要运行的可执行文件。

输出解释：

real    0m2.123s  # 实际的时间（从程序开始到结束的总时间，包含了等待时间）
user    0m1.456s  # 程序在用户态执行的时间
sys     0m0.567s  # 程序在内核态执行的时间

• real：从程序开始运行到结束的真实时间（包括等待时间，如I/O操作等待）。
• user：CPU执行用户代码的时间（即程序本身消耗的时间）。
• sys：CPU在操作系统内核中执行的时间（即系统调用消耗的时间，如文件读写等）。

高级用法：

1. 保存结果到文件：你可以将耗时结果重定向到文件：

   /usr/bin/time -o output.txt ./your_program
   

   这将把耗时信息保存到 output.txt 文件中。

2. 自定义格式：你还可以通过 -f 选项自定义输出格式。例如：

   /usr/bin/time -f "\nreal_time: %E\nuser_time: %U\nsys_time: %S" ./your_program
   

   • %E：实际耗时（real time）。
   • %U：用户态耗时。
   • %S：内核态耗时。

3. 测量命令的平均耗时：你可以使用循环运行程序多次，然后计算平均值：

   for i in {1..10}; do time ./your_program; done
   

这种方法适合统计程序的耗时并可以用于性能分析。

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如果系统中没有 time 命令，可以通过以下几种方式来统计程序的执行时间：

1. 使用 date 命令计算时间差

date 命令可以获取当前的时间戳，通过记录程序开始和结束的时间，计算出运行的总耗时。

start=$(date +%s)    # 获取开始时间的时间戳（单位为秒）
./your_program       # 运行你的程序
end=$(date +%s)      # 获取结束时间的时间戳
echo "Runtime: $((end - start)) seconds"  # 计算并输出耗时

如果需要更高的精度（以毫秒为单位），可以使用：

start=$(date +%s%3N)    # 获取开始时间的时间戳（单位为毫秒）
./your_program          # 运行你的程序
end=$(date +%s%3N)      # 获取结束时间的时间戳
echo "Runtime: $((end - start)) milliseconds"  # 计算并输出耗时

2. 使用 bash 的内置 SECONDS 变量

Bash 提供了一个名为 SECONDS 的内置变量，程序运行时会自动记录从脚本开始执行到当前时间的秒数。

SECONDS=0           # 初始化 SECONDS 变量
./your_program      # 运行你的程序
echo "Runtime: $SECONDS seconds"  # 输出耗时

3. 使用 perf 工具

如果你有 perf 工具安装，可以用它来统计程序的执行耗时及其他性能指标。perf 是一个强大的 Linux 性能分析工具。

perf stat ./your_program

perf 会显示总耗时、CPU利用率等多种信息。