C++自制性能測試類

領測軟件測試網 商業軟件包往往價格昂貴，并且需要一個過程之后才能有效地使用它們。針對這一點，本文擬實現一個簡單有效的類，它能自動計算并報告函數、循環和代碼塊執行的時間。

自動化與簡易性設計

利用類對象構造函數和析構函數的執行特性（它們分別在聲明和銷毀時執行），性能測試類的計時是在構造函數開始的，計算與報告某個操作的執行時間是在析構函數中進行的。測試儀提供毫秒級的結果。實現過程中將使用clock()返回程序開始后的處理器時鐘時間（與平臺相關的時間單位）。宏CLK_TCK表示特定機器每秒時鐘數。

性能測試類定義如下:

#include <time.h>

class stopwatch
{
public:
stopwatch() : start(clock()){} //開始計時
~stopwatch();
private:
clock_t start;
};

構造函數將成員start初始化為當前的時鐘。除了析構函數外沒有定義其它的成員函數。析構函數再次調用clock()，計算構造對象后經過的時間并顯示結果：

#include <iostream>
using namespace std;

stopwatch::~stopwatch()
{
clock_t total = clock()-start; //獲得所用時間
cout<<"此操作所用時間: "<<total<<endl;
cout< <"轉換成秒數: "<< double(total/CLK_TCK) <<endl;
}

注意clock_t和CLK_TCK是整數。因此在進行除法操作前必須將它們轉換成double類型。為了延時屏幕輸出，在析構函數中可以加上下列代碼：

char dummy;
cin >>dummy; //延時屏幕輸出

另外也可以將不同性能側面的結果寫入性能日志文件。

用所創建的類測試性能

為了對代碼塊進行測試，先在代碼塊的開始創建一個本地類實例，假設要測試的代碼是下列循環：
string *pstr[5000]; //指針數組
for (int i=0;i<5000;i++)
{
pstr[i] = new string;
}

此循環在堆中分配5000個串對象。

用大括弧將上面的代碼塊括起來并在代碼塊開始聲明類對象實例：

{
stopwatch watch; // 開始計時
string *pstr[5000];
for (int i=0;i<5000;i++)
{
pstr[i] = new string;
}
} // 摧毀計時器并報告結果

根據上面的代碼段，當代碼開始執行時，計時也開始，當代碼退出時，析構函數便顯示結果：

此操作所用時間: 27
轉換成秒數: 0.027

循環在運行這段代碼的機器上耗時27毫秒�，F在對上面的代碼段稍做改動，使用棧動態分配內存會得到什么樣的性能數據呢？
{
stopwatch watch;
for (int i=0;i<5000;i++)
{
string s;//創建并銷毀本地的自動創建的串
}
}

這段代碼運行結果為：

此操作所用時間: 14
轉換成秒數: 0.014

可以看出，用棧代替堆分配內存速度提高了50%。而且使用堆內存的代碼還不包括銷毀5000個串所用的時間。使用棧內存的代碼不存在這個問題。由此很容易看出性能差別。

另外，使用堆內存的代碼還有5000個賦值操作：

pstr[i] = new string;

將代碼改動一下：

{
stopwatch watch;
for (int i=0;i<5000;i++)
{
new string; // 不用賦值的堆內存分配
}
}

通常的代碼是不能這樣寫的-原因是這樣的代碼造成嚴重的內存溢出。但它把分配操作與其它的變量隔離開了。這段代碼不是以賦值方式進行堆內存分配，這是性能調整時常用的方法，其運行結果如下：

此操作所用時間: 27
轉換成秒數: 0.027

也就是說賦值不影響性能。

性能測試常常需要一些技術實踐。開發人員的直覺常會令人誤入歧途-直觀上開銷很大的操作往往對性能影響不大，而一些表面上無所謂的操作象動態內存分配證明了在內存開銷上對CPU的依賴。所以說如果沒有可靠的性能測試作為手段，我們是很難發現性能事實的。

文章來源于領測軟件測試網 http://www.kjueaiud.com/