std :: system_clockとstd :: steady_clockの違いは？

違いは何であるstd::system_clockとはstd::steady_clock？（異なる結果/動作を示す例のケースは素晴らしいでしょう）。

私の目標が関数の実行時間を正確に測定することである場合（ベンチマークなど）std::system_clock、std::steady_clockとの間の最良の選択はstd::high_resolution_clock何ですか？

N3376から：

20.11.7.1 [time.clock.system] / 1：

クラスのオブジェクトはsystem_clock、システム全体のリアルタイムクロックからの実時間を表します。

20.11.7.2 [time.clock.steady] / 1：

クラスのオブジェクトは、物理的な時間の進行に伴ってsteady_clock値がtime_point減少することのないクロックと、time_pointリアルタイムに比べて一定の速度で値が進行するクロックを表します。つまり、クロックを調整できない場合があります。

20.11.7.3 [time.clock.hires] / 1：

クラスのオブジェクトはhigh_resolution_clock、ティック周期が最も短いクロックを表します。high_resolution_clock同義語かもしれsystem_clockかsteady_clock。

たとえば、システム全体の時計は夏時間などの影響を受ける可能性があり、その時点で将来のある時点でリストされている実際の時刻は、実際には過去の時刻になる可能性があります。（たとえば、米国では、秋の時間が1時間戻るので、同じ時間が「2回」経験steady_clockされます）ただし、そのようなことに影響を受けることは許可されていません。

この場合の「安定した」についての別の考え方は、20.11.3 [time.clock.req] / 2の表で定義されている要件にあります。

表59でC1、C2はクロックタイプを示しています。t1およびt2はC1::now()、コールが戻るt1前にコールが戻る場所から返される値で、t2これらの両方のコールがの前に行われC1::time_point::max()ます。[注：これはC1、t1との間でラップしなかったことを意味しt2ます。—エンドノート]

式：C1::is_steady
戻り値：const bool
操作上のセマンティクス：trueif t1 <= t2が常にtrueであり、クロックの刻みの間の時間が一定である場合、それ以外の場合false。

それが標準の違いです。

ベンチマークを行う場合std::high_resolution_clockは、プラットフォームがQueryPerformanceCounterこのクロックに高解像度タイマー（Windowsなど）を使用している可能性が高いため、最善の策はになるでしょう。ただし、ベンチマークを行う場合は、プラットフォームごとに異なる方法で処理するため、ベンチマークにプラットフォーム固有のタイマーを使用することを検討する必要があります。たとえば、一部のプラットフォームでは、（同じCPUで実行されている他のプロセスとは無関係に）プログラムに必要な実際のクロック数を決定する手段が提供される場合があります。さらに良いことに、実際のプロファイラーを手に入れ、それを使用してください。

ビリーは、私が完全に同意するISO C ++標準に基づく素晴らしい答えを提供しました。しかし、ストーリーにはもう1つの側面があります-実生活。現在のところ、一般的なコンパイラーの実装では、これらのクロックに違いはないようです。

gcc 4.8：

#ifdef _GLIBCXX_USE_CLOCK_MONOTONIC
   ...
#else
  typedef system_clock steady_clock;
#endif
  typedef system_clock high_resolution_clock;

Visual Studio 2012：

class steady_clock : public system_clock
{   // wraps monotonic clock
public:
  static const bool is_monotonic = true;    // retained
  static const bool is_steady = true;
};

typedef system_clock high_resolution_clock;

gccの場合、チェックするだけで安定したクロックを処理しているかどうかを確認しis_steady、それに応じて動作させることができます。ただし、VS2012はここで少しだましているようです:-)

高精度クロックが必要な場合は、C ++ 11公式クロックインターフェイスに準拠した独自のクロックを作成し、実装が追いつくのを待つことをお勧めします。コードで直接OS固有のAPIを使用するよりもはるかに優れたアプローチになります。Windowsの場合、次のように実行できます。

// Self-made Windows QueryPerformanceCounter based C++11 API compatible clock
struct qpc_clock {
  typedef std::chrono::nanoseconds                       duration;      // nanoseconds resolution
  typedef duration::rep                                  rep;
  typedef duration::period                               period;
  typedef std::chrono::time_point<qpc_clock, duration>   time_point;
  static bool is_steady;                                                // = true
  static time_point now()
  {
    if(!is_inited) {
      init();
      is_inited = true;
    }
    LARGE_INTEGER counter;
    QueryPerformanceCounter(&counter);
    return time_point(duration(static_cast<rep>((double)counter.QuadPart / frequency.QuadPart *
                                                period::den / period::num)));
  }

private:
  static bool is_inited;                                                // = false
  static LARGE_INTEGER frequency;
  static void init()
  {
    if(QueryPerformanceFrequency(&frequency) == 0)
      throw std::logic_error("QueryPerformanceCounter not supported: " + std::to_string(GetLastError()));
  }
};

Linuxの場合はさらに簡単です。clock_gettime上記のコードのmanページを読んで修正するだけです。

GCC 5.3.0の実装

C ++ stdlibはGCCソース内にあります：

• high_resolution_clock のエイリアスです system_clock
• system_clock 利用可能な次の最初のものに転送します。
  • clock_gettime(CLOCK_REALTIME, ...)
  • gettimeofday
  • time
• steady_clock 利用可能な次の最初のものに転送します。
  • clock_gettime(CLOCK_MONOTONIC, ...)
  • system_clock

次にCLOCK_REALTIMEvs CLOCK_MONOTONICについて説明します：CLOCK_REALTIMEとCLOCK_MONOTONICの違い？

たぶん、最も大きな違いは、その開始点がstd::chrono:system_clock1.1.1970、いわゆるUNIXエポックであるという事実です。一方、std::chrono::steady_clock通常はPCの起動時間であり、間隔の測定に最適です。