第一章：times函数的重要性
在C++编程中，对代码的性能分析是一项至关重要的任务。准确测量代码执行时间可以帮助我们更好地理解其效率，从而进行优化。而times函数就是这样一个强大的工具，它能够帮助我们测量进程在各种情况下的执行时间。
1.1 times函数的概述
times函数是C++标准库中的一部分，用于测量进程时间。它返回一个clock_t类型的值，表示从某个特定的时间点（通常是epoch，即1970年1月1日）到现在的时钟刻度数。此外，times函数还会填充一个struct tms类型的结构体，该结构体包含了各种有用的时间信息。
clock_t times(struct tms *buf); //可以得到进程所消耗的时间，其中时间都是以时钟滴答数(clock tick）为单位，并不能保证非常精确。
概念：
1.实际时间（real time）：从命令行执行到运行终止的消逝时间
2.用户CPU时间（user CPU time）：命令执行完成花费的系统CPU时间，即命令在用户态中执行时的总和
3.系统CPU时间（system CPU time）：命令执行完成花费的系统CPU时间，即命令在核心态中执行时间的总和。
4.cutime是用户CPU时间+子进程用户CPU时间。cstime同理。
用户CPU时间和系统CPU时间之和为CPU时间，即命令占用CPU执行的时间总和。实际时间要大于CPU时间，因为Linux是多任务操作系统，往往在执行一条命令时，系统还要处理其他任务。另一个需要注意的问题是即使每次执行相同的命令，所花费的时间也不一定相同，因为其花费的时间与系统运行相关。
由于tms结构没有提供实际时间，所以times函数返回“实际时间”。
事实上，如果想获得某段程序运行的时间，可以由以下代码获得
struct tms tmp; clock_t begin = times(&tmp); /* your code */ clock_t end = times(&tmp); printf("%lf\n", (double) (end-begin)/CLOCKS_PER_SEC ); 这个是获得程序的实际运行时间（秒) 其中，CLOCKS_PER_SEC是个宏，定义在bits/time.h，可以这么理解 const long long CLOCKS_PER_SEC = 1000000L; # define CLOCKS_PER_SEC 1000000l
1.2 times函数的参数
times函数接受一个指向struct tms的指针作为参数。这个结构体包含了四种时间信息：用户时间(tms_utime)、系统时间(tms_stime)、子进程用户时间(tms_cutime)和子进程系统时间(tms_cstime)。
- clock_t：
typedef long int clock_t
- tms：
struct tms { clock_t tms_utime; /* user time */ clock_t tms_stime; /* system time */ clock_t tms_cutime; /* user time of children */ clock_t tms_cstime; /* system time of children */ };
1.3 times函数的应用场景
times函数在多种场景下都非常有用。例如，你可能想要测量一段代码的执行时间，以了解其性能。或者，你可能想要比较不同算法的效率，以选择最优的解决方案。在这些情况下，times函数都能提供准确的时间测量。
总的来说，times函数是C++编程中一个强大的工具，能够帮助我们深入理解代码的性能。在后续章节中，我们将详细介绍如何使用times函数，以及如何解读其返回的时间信息。
第二章：深入探索times函数
在第一章中，我们了解了times函数的基本概念和用途。现在，让我们深入探索这个函数，看看它是如何在实际中运作的。
2.1 times函数的工作原理
times函数的工作原理基于操作系统的时钟机制。当调用times函数时，操作系统会获取当前的时钟刻度，并将其转换为clock_t类型的值。这个值表示从某个特定的时间点（通常是epoch）到现在的时钟刻度数。
此外，times函数还会填充一个struct tms类型的结构体。这个结构体中的各个字段表示了不同类型的进程时间，包括用户时间、系统时间、子进程用户时间和子进程系统时间。这些时间的计算方式将在后续章节中详细介绍。
2.2 times函数的返回值
times函数的返回值是一个clock_t类型的值，表示从调用times函数到结束的总时间（实际时间）。这个值可以用于计算代码段的执行时间。如果调用失败，times函数会返回-1，并设置相应的错误码。
2.3 使用times函数测量代码执行时间
要使用times函数测量代码执行时间，可以按照以下步骤进行：
在代码段的开头调用times函数，并将返回的clock_t值存储在一个变量中。这个值表示代码段开始执行时的时间。
在代码段的结尾再次调用times函数，并将返回的clock_t值存储在另一个变量中。这个值表示代码段结束执行时的时间。
计算两个时间的差值，得到代码段的执行时间。这个差值可以用秒数表示，也可以转换为其他时间单位。
下面是一个简单的示例代码：
#include <iostream> #include <ctime> #include <sys/times.h> int main() { struct tms tmp; clock_t start = times(&tmp); // 你的代码段 for (int i = 0; i < 1000000; ++i) { // 执行一些操作 } clock_t end = times(&tmp); std::cout << "Code execution time: " << (end - start) / CLOCKS_PER_SEC << " seconds" << std::endl; return 0; }
在这个示例中，我们使用了一个简单的for循环作为待测量的代码段。通过计算循环开始和结束时的时间，我们可以得到循环的执行时间。需要注意的是，由于操作系统的调度和其他因素的影响，实际时间可能会大于CPU时间。因此，在使用times函数进行性能分析时，最好多次运行并取平均值以获得更准确的结果。
结语
在我们的编程学习之旅中，理解是我们迈向更高层次的重要一步。然而，掌握新技能、新理念，始终需要时间和坚持。从心理学的角度看，学习往往伴随着不断的试错和调整，这就像是我们的大脑在逐渐优化其解决问题的“算法”。
这就是为什么当我们遇到错误，我们应该将其视为学习和进步的机会，而不仅仅是困扰。通过理解和解决这些问题，我们不仅可以修复当前的代码，更可以提升我们的编程能力，防止在未来的项目中犯相同的错误。
我鼓励大家积极参与进来，不断提升自己的编程技术。无论你是初学者还是有经验的开发者，我希望我的博客能对你的学习之路有所帮助。如果你觉得这篇文章有用，不妨点击收藏，或者留下你的评论分享你的见解和经验，也欢迎你对我博客的内容提出建议和问题。每一次的点赞、评论、分享和关注都是对我的最大支持，也是对我持续分享和创作的动力。
