Измерьте прошедшее время в Swift

Как мы можем измерить время, затраченное на выполнение функции в Swift? Я пытаюсь отобразить прошедшее время следующим образом: «Прошедшее время составляет 0,05 секунды». Видел, что в Java мы можем использовать System.nanoTime (), есть ли в Swift какие-либо эквивалентные методы для этого?

Взгляните на пример программы:

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");
}

Вот функция Swift, которую я написал для измерения проблем Project Euler в Swift.

Начиная с Swift 3, теперь есть версия Grand Central Dispatch, которая является «быстрой». Так что правильным ответом, вероятно, будет использование DispatchTime API .

Моя функция будет выглядеть примерно так:

// 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
}

Старый ответ

Для Swift 1 и 2 моя функция использует 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
}

_{Обратите внимание, что использование NSdate для функций синхронизации не рекомендуется: « Системное время может уменьшиться из-за синхронизации с внешними привязками времени или из-за явной смены часов пользователем ».}

Это удобный класс таймера, основанный на CoreFoundations 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
        }
    }
}

Вы можете использовать это так:

let timer = ParkBenchTimer()

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

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

Используйте clock, ProcessInfo.systemUptimeили DispatchTimeдля простого времени запуска.

Насколько мне известно, существует как минимум десять способов измерить прошедшее время:

Монотонные часы на основе:

1. ProcessInfo.systemUptime,
2. mach_absolute_timeс , mach_timebase_infoкак указано в этом ответе .
3. clock()в стандарте POSIX .
4. times()в стандарте POSIX . (Слишком сложно, поскольку нам нужно учитывать время пользователя и время системы, а также задействованы дочерние процессы.)
5. DispatchTime (оболочка вокруг API времени Маха), как упоминалось JeremyP в принятом ответе.
6. CACurrentMediaTime(),

Настенные часы на основе:

(никогда не используйте их для показателей: см. ниже, почему)

7. NSDate/ Dateкак упоминалось другими.
8. CFAbsoluteTime как упоминалось другими.
9. DispatchWallTime,
10. gettimeofday()в стандарте POSIX .

Варианты 1, 2 и 3 подробно описаны ниже.

Вариант 1. API информации о процессе в Foundation

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

где diff:NSTimeInterval- прошедшее время в секундах.

Вариант 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)
}

где diff:Double- прошедшее время в наносекундах.

Вариант 3: API часов POSIX

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

где diff:Double- прошедшее время в секундах.

Почему настенные часы не показывают истекшее время?

В документации CFAbsoluteTimeGetCurrent:

Повторные вызовы этой функции не гарантируют монотонно возрастающих результатов.

Причина аналогична currentTimeMillisvs nanoTimeв Java :

Вы не можете использовать одно для другой цели. Причина в том, что никакие компьютерные часы не идеальны; он всегда дрейфует и иногда требует исправления. Это исправление может происходить либо вручную, либо, в случае большинства машин, есть процесс, который выполняется и постоянно вносит небольшие исправления в системные часы («настенные часы»). Это часто случается. Еще одна такая коррекция происходит всякий раз, когда есть дополнительная секунда.

Здесь CFAbsoluteTimeуказано время настенных часов вместо времени запуска. NSDateвремя настенных часов.

Swift 4 самый короткий ответ:

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

Он напечатает вам что-то вроде прошедшего времени 1.02107906341553 секунды (время, конечно, будет варьироваться в зависимости от задачи, я просто показываю это вам, ребята, чтобы увидеть уровень десятичной точности для этого измерения).

Надеюсь, что с этого момента это поможет кому-то в Swift 4!

Обновить

Если вы хотите иметь общий способ тестирования частей кода, я бы предложил следующий фрагмент:

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.

Просто скопируйте и вставьте эту функцию. Написано быстрым 5. Копируем JeremyP сюда.

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")
    }

Используйте это как

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

Вы можете создать timeфункцию для измерения ваших звонков. Меня вдохновил ответ Клааса .

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.")
}

Эта функция позволит вам вызвать ее так, time (isPrime(7))что вернет кортеж, содержащий результат и строковое описание прошедшего времени.

Если вы хотите только прошедшее время, вы можете сделать это time (isPrime(7)).duration

Простая вспомогательная функция для измерения времени выполнения с закрытием.

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

Использование:

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

Результат: #Init - execution took 1.00104497105349 seconds

вы можете измерить наносекунды, например, так:

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)")

Я использую это:

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_;
    }
}

Я не знаю, более или менее точно, чем было опубликовано ранее. Но секунды имеют много десятичных знаков и, кажется, улавливают небольшие изменения кода в алгоритмах, таких как QuickSort, с использованием swap () по сравнению с реализацией urself подкачки и т. Д.

Не забудьте активизировать оптимизацию сборки при тестировании производительности:

Вот моя попытка найти самый простой ответ:

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

Ноты

• startTimeи endTimeотносятся к типу TimeInterval, который является просто typealiasfor Double, поэтому его легко преобразовать в Intили что-то еще. Время измеряется в секундах с точностью до миллисекунды.
• См. Также DateInterval, который включает фактическое время начала и окончания.
• Использование времени с 1970 года аналогично временным меткам Java .

Я позаимствовал идею Клааса, чтобы создать легкую структуру для измерения времени бега и интервалов:

Использование кода:

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

Функцию остановки вызывать не нужно, так как функция печати покажет истекшее время. Его можно вызывать повторно, чтобы отсчитать время. Но для остановки таймера в определенный момент использования кода timer.stop()его также можно использовать для возврата времени в секундах: let seconds = timer.stop() после остановки таймера интервальный таймер не будет, поэтому он print("Running: \(timer) ")будет давать правильное время даже после нескольких строк кода.

Ниже приведен код для RunningTimer. Протестировано для Swift 2.1:

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"}
    }
}

Оберните его в блок завершения для удобства использования.

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

Это фрагмент, который я придумал, и, похоже, он работает для меня на моем Macbook с Swift 4.

Никогда не тестировал на других системах, но подумал, что все равно стоит поделиться.

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())
}

Вот пример того, как его использовать:

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

Другой способ - сделать это более явно:

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")

Вот как я это написал.

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

Чтобы измерить алгоритм, используйте его вот так.

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

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

Статический класс Swift3 для синхронизации основных функций. Он будет отслеживать каждый таймер по имени. Назовите это так в точке, с которой хотите начать измерения:

Stopwatch.start(name: "PhotoCapture")

Вызовите это, чтобы зафиксировать и распечатать прошедшее время:

Stopwatch.timeElapsed(name: "PhotoCapture")

Это результат: *** PhotoCapture elapsed ms: 1402.415125 Есть параметр «useNanos», если вы хотите использовать нано. Пожалуйста, не стесняйтесь вносить изменения по мере необходимости.

   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))")
     }
  }

}

На основе ответа Франклина Ю и комментариев Кёра

подробности

• Xcode 10.1 (10B61)
• Swift 4.2

Решение 1

измерения (_ :)

Решение 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)
    }
}

Использование раствора 2

// 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)")