在Swift中测量经过时间

我们如何衡量在Swift中运行一个函数所花费的时间？我试图以这种方式显示经过的时间：“经过的时间为.05秒”。看到在Java中，我们可以使用System.nanoTime（），Swift中有可用的等效方法来实现这一点吗？

请看一下示例程序：

func isPrime(var number:Int) ->Bool {
    var i = 0;
    for i=2; i<number; i++ {
        if(number % i == 0 && i != 0) {
            return false;
        }
    }
    return true;
}

var number = 5915587277;

if(isPrime(number)) {
    println("Prime number");
} else {
    println("NOT a prime number");
}

这是我编写的用于测量Swift中的Euler问题的Swift函数

从Swift 3开始，Grand Central Dispatch现在有一个“精简版”版本。因此正确的答案可能是使用DispatchTime API。

我的函数看起来像：

// Swift 3
func evaluateProblem(problemNumber: Int, problemBlock: () -> Int) -> Answer
{
    print("Evaluating problem \(problemNumber)")

    let start = DispatchTime.now() // <<<<<<<<<< Start time
    let myGuess = problemBlock()
    let end = DispatchTime.now()   // <<<<<<<<<<   end time

    let theAnswer = self.checkAnswer(answerNum: "\(problemNumber)", guess: myGuess)

    let nanoTime = end.uptimeNanoseconds - start.uptimeNanoseconds // <<<<< Difference in nano seconds (UInt64)
    let timeInterval = Double(nanoTime) / 1_000_000_000 // Technically could overflow for long running tests

    print("Time to evaluate problem \(problemNumber): \(timeInterval) seconds")
    return theAnswer
}

旧答案

对于Swift 1和2，我的函数使用NSDate：

// Swift 1
func evaluateProblem(problemNumber: Int, problemBlock: () -> Int) -> Answer
{
    println("Evaluating problem \(problemNumber)")

    let start = NSDate() // <<<<<<<<<< Start time
    let myGuess = problemBlock()
    let end = NSDate()   // <<<<<<<<<<   end time

    let theAnswer = self.checkAnswer(answerNum: "\(problemNumber)", guess: myGuess)

    let timeInterval: Double = end.timeIntervalSinceDate(start) // <<<<< Difference in seconds (double)

    println("Time to evaluate problem \(problemNumber): \(timeInterval) seconds")
    return theAnswer
}

_{请注意，不建议将NSdate用于计时功能：“ 由于与外部时间参考同步或由于用户明确更改了时钟，因此系统时间可能会减少。 ”。}

这是一个基于CoreFoundations 的便捷计时器类CFAbsoluteTime：

import CoreFoundation

class ParkBenchTimer {

    let startTime:CFAbsoluteTime
    var endTime:CFAbsoluteTime?

    init() {
        startTime = CFAbsoluteTimeGetCurrent()
    }

    func stop() -> CFAbsoluteTime {
        endTime = CFAbsoluteTimeGetCurrent()

        return duration!
    }

    var duration:CFAbsoluteTime? {
        if let endTime = endTime {
            return endTime - startTime
        } else {
            return nil
        }
    }
}

您可以像这样使用它：

let timer = ParkBenchTimer()

// ... a long runnig task ...

println("The task took \(timer.stop()) seconds.")

使用clock，ProcessInfo.systemUptime或DispatchTime设置简单的启动时间。

据我所知，至少有十种方法来测量经过时间：

基于单调时钟：

1. ProcessInfo.systemUptime。
2. mach_absolute_time与mach_timebase_info在提到这个答案。
3. clock()在POSIX标准中。
4. times()在POSIX标准中。（太复杂了，因为我们需要考虑用户时间与系统时间，并且涉及子进程。）
5. DispatchTime （围绕Mach time API的包装），如JeremyP在公认的答案中提到的那样。
6. CACurrentMediaTime()。

基于挂钟：

（请勿将其用于指标：请参阅下面的原因）

7. NSDate/ Date正如其他人所提到的。
8. CFAbsoluteTime 正如别人提到的。
9. DispatchWallTime。
10. gettimeofday()在POSIX标准中。

选项1、2和3如下所述。

选项1：Foundation中的Process Info API

do {
    let info = ProcessInfo.processInfo
    let begin = info.systemUptime
    // do something
    let diff = (info.systemUptime - begin)
}

diff:NSTimeInterval经过的时间在哪里，以秒为单位。

选项2：Mach C API

do {
    var info = mach_timebase_info(numer: 0, denom: 0)
    mach_timebase_info(&info)
    let begin = mach_absolute_time()
    // do something
    let diff = Double(mach_absolute_time() - begin) * Double(info.numer) / Double(info.denom)
}

其中diff:Double是通过毫微秒的经过时间。

选项3：POSIX时钟API

do {
    let begin = clock()
    // do something
    let diff = Double(clock() - begin) / Double(CLOCKS_PER_SEC)
}

diff:Double经过的时间在哪里，以秒为单位。

为什么不使用挂钟时间作为经过时间？

在以下文档中CFAbsoluteTimeGetCurrent：

重复调用此函数不能保证单调递增的结果。

原因类似于Java中的currentTimeMillisvsnanoTime：

您不能将一个用于其他目的。原因是没有计算机的时钟是完美的。它总是漂移，偶尔需要校正。这种校正可能是手动进行的，或者对于大多数机器而言，有一个进程在运行，并不断对系统时钟（“挂钟”）进行小的校正。这些往往经常发生。每当有leap秒时，就会发生另一种此类校正。

这里CFAbsoluteTime提供了挂钟时间而不是启动时间。NSDate也是挂钟时间。

Swift 4最短答案：

let startingPoint = Date()
//  ... intensive task
print("\(startingPoint.timeIntervalSinceNow * -1) seconds elapsed")

它将打印出大约1.02107906341553秒的时间（当然，时间会因任务而异，我只是向大家展示，以查看此测量的小数精度水平）。

希望它可以从现在开始帮助Swift 4中的某个人！

更新资料

如果您想使用一种通用的方法来测试部分代码，建议您使用下一个代码段：

func measureTime(for closure: @autoclosure () -> Any) {
    let start = CFAbsoluteTimeGetCurrent()
    closure()
    let diff = CFAbsoluteTimeGetCurrent() - start
    print("Took \(diff) seconds")
}

*Usage*

measureTime(for: <insert method signature here>)

**Console log**
Took xx.xxxxx seconds

let start = NSDate()

for index in 1...10000 {
    // do nothing
}

let elapsed = start.timeIntervalSinceNow

// elapsed is a negative value.

只需复制并粘贴此功能。快速撰写。5.在此处复制JeremyP。

func calculateTime(block : (() -> Void)) {
        let start = DispatchTime.now()
        block()
        let end = DispatchTime.now()
        let nanoTime = end.uptimeNanoseconds - start.uptimeNanoseconds
        let timeInterval = Double(nanoTime) / 1_000_000_000
        print("Time: \(timeInterval) seconds")
    }

像这样使用

calculateTime {
     exampleFunc()// function whose execution time to be calculated
}

您可以创建一个time用于测量通话的函数。我受到克拉斯回答的启发。

func time <A> (f: @autoclosure () -> A) -> (result:A, duration: String) {
    let startTime = CFAbsoluteTimeGetCurrent()
    let result = f()
    let endTime = CFAbsoluteTimeGetCurrent()
    return (result, "Elapsed time is \(endTime - startTime) seconds.")
}

该函数将允许您这样调用它time (isPrime(7))，它将返回一个元组，其中包含结果和经过时间的字符串描述。

如果您只希望经过的时间，可以这样做 time (isPrime(7)).duration

简单的辅助函数，用于测量关闭时的执行时间。

func printExecutionTime(withTag tag: String, of closure: () -> ()) {
    let start = CACurrentMediaTime()
    closure()
    print("#\(tag) - execution took \(CACurrentMediaTime() - start) seconds")
}

用法：

printExecutionTime(withTag: "Init") {
    // Do your work here
}

结果： #Init - execution took 1.00104497105349 seconds

您可以像这样测量纳秒：

let startDate: NSDate = NSDate()

// your long procedure

let endDate: NSDate = NSDate()
let dateComponents: NSDateComponents = NSCalendar(calendarIdentifier: NSCalendarIdentifierGregorian).components(NSCalendarUnit.CalendarUnitNanosecond, fromDate: startDate, toDate: endDate, options: NSCalendarOptions(0))
println("runtime is nanosecs : \(dateComponents.nanosecond)")

我用这个：

public class Stopwatch {
    public init() { }
    private var start_: NSTimeInterval = 0.0;
    private var end_: NSTimeInterval = 0.0;

    public func start() {
        start_ = NSDate().timeIntervalSince1970;
    }

    public func stop() {
        end_ = NSDate().timeIntervalSince1970;
    }

    public func durationSeconds() -> NSTimeInterval {
        return end_ - start_;
    }
}

我不知道它是否比以前发布的准确或多或少。但是秒数有很多小数点，并且似乎在使用swap（）与自行实现swap等方法的QuickSort等算法中捕获了小的代码更改。

测试性能时，切记加快构建优化：

这是我尝试的最简单答案：

let startTime = Date().timeIntervalSince1970  // 1512538946.5705 seconds

// time passes (about 10 seconds)

let endTime = Date().timeIntervalSince1970    // 1512538956.57195 seconds
let elapsedTime = endTime - startTime         // 10.0014500617981 seconds

笔记

• startTime并且endTime属于类型TimeInterval，仅是typealiasfor Double，因此很容易将其转换为a Int或其他类型。时间以秒为单位进行测量，精确到毫秒。
• 另请参阅DateInterval，其中包括实际的开始时间和结束时间。
• 使用自1970年以来的时间类似于Java时间戳。

我借鉴了Klaas的想法，创建了一个轻量级的结构来测量运行时间和间隔时间：

代码用法：

var timer = RunningTimer.init()
// Code to be timed
print("Running: \(timer) ") // Gives time interval
// Second code to be timed
print("Running: \(timer) ") // Gives final time

不必调用stop函数，因为print函数将给出所花费的时间。可能会反复调用它以获取经过的时间。但是要在代码中的特定位置停止计时器，timer.stop()还可以使用它返回以秒为单位的时间：let seconds = timer.stop() 计时器停止后，间隔计时器将不会，因此print("Running: \(timer) ")即使经过几行代码，计时器也会给出正确的时间。

以下是RunningTimer的代码。它已针对Swift 2.1进行了测试：

import CoreFoundation
// Usage:    var timer = RunningTimer.init()
// Start:    timer.start() to restart the timer
// Stop:     timer.stop() returns the time and stops the timer
// Duration: timer.duration returns the time
// May also be used with print(" \(timer) ")

struct RunningTimer: CustomStringConvertible {
    var begin:CFAbsoluteTime
    var end:CFAbsoluteTime

    init() {
        begin = CFAbsoluteTimeGetCurrent()
        end = 0
    }
    mutating func start() {
        begin = CFAbsoluteTimeGetCurrent()
        end = 0
    }
    mutating func stop() -> Double {
        if (end == 0) { end = CFAbsoluteTimeGetCurrent() }
        return Double(end - begin)
    }
    var duration:CFAbsoluteTime {
        get {
            if (end == 0) { return CFAbsoluteTimeGetCurrent() - begin } 
            else { return end - begin }
        }
    }
    var description:String {
    let time = duration
    if (time > 100) {return " \(time/60) min"}
    else if (time < 1e-6) {return " \(time*1e9) ns"}
    else if (time < 1e-3) {return " \(time*1e6) µs"}
    else if (time < 1) {return " \(time*1000) ms"}
    else {return " \(time) s"}
    }
}

将其包装在完成块中，以方便使用。

public class func secElapsed(completion: () -> Void) {
    let startDate: NSDate = NSDate()
    completion()
    let endDate: NSDate = NSDate()
    let timeInterval: Double = endDate.timeIntervalSinceDate(startDate)
    println("seconds: \(timeInterval)")
}

这是我想出的代码片段，似乎可以在带有Swift 4的Macbook上使用。

从未在其他系统上进行过测试，但是无论如何我还是值得分享的。

typealias MonotonicTS = UInt64
let monotonic_now: () -> MonotonicTS = mach_absolute_time

let time_numer: UInt64
let time_denom: UInt64
do {
    var time_info = mach_timebase_info(numer: 0, denom: 0)
    mach_timebase_info(&time_info)
    time_numer = UInt64(time_info.numer)
    time_denom = UInt64(time_info.denom)
}

// returns time interval in seconds
func monotonic_diff(from: MonotonicTS, to: MonotonicTS) -> TimeInterval {
    let diff = (to - from)
    let nanos = Double(diff * time_numer / time_denom)
    return nanos / 1_000_000_000
}

func seconds_elapsed(since: MonotonicTS) -> TimeInterval {
    return monotonic_diff(from: since, to:monotonic_now())
}

以下是使用方法的示例：

let t1 = monotonic_now()
// .. some code to run ..
let elapsed = seconds_elapsed(since: t1)
print("Time elapsed: \(elapsed*1000)ms")

另一种方法是更明确地执行此操作：

let t1 = monotonic_now()
// .. some code to run ..
let t2 = monotonic_now()
let elapsed = monotonic_diff(from: t1, to: t2)
print("Time elapsed: \(elapsed*1000)ms")

这就是我写的方式。

 func measure<T>(task: () -> T) -> Double {
        let startTime = CFAbsoluteTimeGetCurrent()
        task()
        let endTime = CFAbsoluteTimeGetCurrent()
        let result = endTime - startTime
        return result
    }

要测量算法，请像这样使用它。

let time = measure {
    var array = [2,4,5,2,5,7,3,123,213,12]
    array.sorted()
}

print("Block is running \(time) seconds.")

用于基本功能计时的静态Swift3类。它将按名称跟踪每个计时器。在您要开始测量的点上这样称呼它：

Stopwatch.start(name: "PhotoCapture")

调用此命令以捕获并打印经过的时间：

Stopwatch.timeElapsed(name: "PhotoCapture")

这是输出：***图像捕捉经过时间ms：1402.415125如果要使用nanos，则有一个“ useNanos”参数。请随时根据需要进行更改。

   class Stopwatch: NSObject {

  private static var watches = [String:TimeInterval]()

  private static func intervalFromMachTime(time: TimeInterval, useNanos: Bool) -> TimeInterval {
     var info = mach_timebase_info()
     guard mach_timebase_info(&info) == KERN_SUCCESS else { return -1 }
     let currentTime = mach_absolute_time()
     let nanos = currentTime * UInt64(info.numer) / UInt64(info.denom)
     if useNanos {
        return (TimeInterval(nanos) - time)
     }
     else {
        return (TimeInterval(nanos) - time) / TimeInterval(NSEC_PER_MSEC)
     }
  }

  static func start(name: String) {
     var info = mach_timebase_info()
     guard mach_timebase_info(&info) == KERN_SUCCESS else { return }
     let currentTime = mach_absolute_time()
     let nanos = currentTime * UInt64(info.numer) / UInt64(info.denom)
     watches[name] = TimeInterval(nanos)
  }

  static func timeElapsed(name: String) {
     return timeElapsed(name: name, useNanos: false)
  }

  static func timeElapsed(name: String, useNanos: Bool) {
     if let start = watches[name] {
        let unit = useNanos ? "nanos" : "ms"
        print("*** \(name) elapsed \(unit): \(intervalFromMachTime(time: start, useNanos: useNanos))")
     }
  }

}

基于富兰克林宇答案，心大教堂评论

细节

• Xcode 10.1（10B61）
• 斯威夫特4.2

解决方案1

测量（_：）

解决方案2

import Foundation

class Measurer<T: Numeric> {

    private let startClosure: ()->(T)
    private let endClosure: (_ beginningTime: T)->(T)

    init (startClosure: @escaping ()->(T), endClosure: @escaping (_ beginningTime: T)->(T)) {
        self.startClosure = startClosure
        self.endClosure = endClosure
    }

    init (getCurrentTimeClosure: @escaping ()->(T)) {
        startClosure = getCurrentTimeClosure
        endClosure = { beginningTime in
            return getCurrentTimeClosure() - beginningTime
        }
    }

    func measure(closure: ()->()) -> T {
        let value = startClosure()
        closure()
        return endClosure(value)
    }
}

解决方案2的用法

// Sample with ProcessInfo class

m = Measurer { ProcessInfo.processInfo.systemUptime }
time = m.measure {
    _ = (1...1000).map{_ in Int(arc4random()%100)}
}
print("ProcessInfo: \(time)")

// Sample with Posix clock API

m = Measurer(startClosure: {Double(clock())}) { (Double(clock()) - $0 ) / Double(CLOCKS_PER_SEC) }
time = m.measure {
    _ = (1...1000).map{_ in Int(arc4random()%100)}
}
print("POSIX: \(time)")