我的毫秒秒表似乎很慢

Question

我很无聊，所以我用 C++ 编写了一个快速的毫秒秒表程​​序，但我注意到它比应有的速度慢；那是数据似乎落后于实际时间。看一下我的简单代码。我认为控制台清除方法和/或延迟会减慢它的速度，但我不确定是否有解决方案来加速程序以实现准确的时间读取。

#include <chrono>
#include <thread>
#include <Windows.h>
#include <iostream>
#include <fstream>
using namespace std;
using namespace std::this_thread; // sleep_for, sleep_until
using namespace std::chrono; // nanoseconds, system_clock, 
seconds

void DELAY_IN_MILLISECONDS(int millisec) {
    sleep_until(system_clock::now() + milliseconds (millisec));
}
void clearConsole()
{
    system( "CLS");
}
struct Time {
    unsigned int tick = 0;
    unsigned int millisec = 0;
    unsigned int sec = 0;
    unsigned int min = 0;
    unsigned int hr = 0;
    unsigned int days = 0;
} timeAm;

int main()
{
    cout << "Started stopwatch" << endl;
    while (true)
    {
        //listens if user presses stop key
        //stop key is ESC
        //This should also write the time to a textFile

        if (GetKeyState(VK_ESCAPE) & 0x8000)
        {
            ofstream File("time.txt");
            File << "[" << timeAm.hr << " Hours] "
                 << "[" << timeAm.hr << " Minutes]"
                 << "[" << timeAm.min << " Seconds]"
                 << "[" << timeAm.sec << " Milliseconds]";
            File.close();
            return 0;
        }
        DELAY_IN_MILLISECONDS(1); //1 second delay
        //seconds
        timeAm.millisec++;
        //minutes
        if (timeAm.millisec > 59)
        {
            timeAm.millisec = 0;
            timeAm.sec++;
        }
        //hours
        if (timeAm.sec > 59)
        {
            timeAm.sec = 0;
            timeAm.min++;
        }
        //days
        if (timeAm.min > 23)
        {
            timeAm.min = 0;
            timeAm.hr++;
        }
        clearConsole(); //clears console
        //prints to console
        cout << "[" << timeAm.hr << " Hours] "
             << "[" << timeAm.hr << " Minutes]"
             << "[" << timeAm.min << " Seconds]"
             << "[" << timeAm.sec << " Milliseconds]";
    }
}

Answer 1

您的计时器做出了一些错误的假设：

1. （不正确）每次睡眠精确为 1ms

   如https://en.cppreference.com/w/cpp/thread/sleep_until中所述

   由于调度或资源争用延迟，该功能还可能阻塞比到达until后更长的时间。sleep_time

2. （不正确）所有其他代码都会立即执行（恰好需要零时间）。

   显然这是一个疯狂的想法。但目前您的代码依赖于它。它将休眠 1 毫秒（根据上面我们已经知道实际上可能不是 1 毫秒），然后增加其毫秒计数。接下来，它会执行一些计算和一些 I/O，然后返回到循环顶部以再休眠“1ms”。

   根据定义，如果睡眠之间的代码需要任何时间，那么你的时钟就会漂移。

3. （不正确） system_clock是单调的

   文档明确指出事实并非如此（即时钟可以在任何时间点进行调整）。对于专为此类事情设计的单调时钟，请改用std::steady_clock。

那么，你应该采取什么方法呢？

计时通常的工作方式是从 a 开始time_point，然后随时计算从那时到现在所经过的时间。通过一些基础数学，您可以将其转换为HH:MM:SS.mmm.

这样做将解决前两个错误的假设。每当您的进程唤醒时，您都可以计算真实的经过时间，而与其他代码（或睡眠）花费的时间无关。

将它们放在一起，您可以执行以下操作：

#include <chrono>
#include <iomanip>
#include <iostream>
#include <thread>

int main()
{
    using std::chrono::duration_cast;
    using std::chrono::milliseconds;
    using Clock = std::chrono::steady_clock;

    std::cout << std::setfill('0');

    auto tbegin = Clock::now();
    unsigned long elapsedMilli = -1U;
   
    do {
        Clock::duration elapsed = Clock::now() - tbegin;
        unsigned long ms = duration_cast<milliseconds>(elapsed).count();
        if (elapsedMilli == ms)
        {
            std::this_thread::sleep_until(tbegin + milliseconds(ms + 1));
            continue;
        }
        elapsedMilli = ms;

        // Build time
        unsigned int t_millisec = ms % 1000; ms /= 1000;
        unsigned int t_sec = ms % 60; ms /= 60;
        unsigned int t_min = ms % 60; ms /= 60;
        unsigned int t_hr = ms % 24; ms /= 24;
        //unsigned int t_days = ms;

        // Display time
        std::cout << "["
             << std::setw(2) << t_hr << ":"
             << std::setw(2) << t_min << ":"
             << std::setw(2) << t_sec << "."
             << std::setw(3) << t_millisec << "]\n";

    } while (elapsedMilli < 5000);
}

现场演示： https: //godbolt.org/z/fzGbvx1sa