Swiftで経過時間を測定する

Swiftで関数を実行するために経過した時間をどのように測定できますか？「経過時間は.05秒」のように経過時間を表示しようとしています。見たJavaで、我々はSystem.nanoTimeの（）を使用することができ、任意の同等の方法は、これを達成するためにスウィフトで利用可能であるのですか？

サンプルプログラムをご覧ください。

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");
}

これは、SwiftでProject Eulerの問題を測定するために書いたSwift関数です

Swift 3の時点で、「swift化」されたバージョンのGrand Central Dispatchがあります。したがって、正しい答えは、おそらくDispatchTime APIを使用することです。

私の関数は次のようになります：

// 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
}

古い答え

Swift 1および2の場合、私の関数はNSDateを使用します。

// 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
}

_{タイミング関数にNSdateを使用することはお勧めしません。「外部の時刻参照との同期またはユーザーによる明示的な時計の変更により、システム時刻が減少する場合があります。」}

これはCoreFoundationsに基づく便利なタイマークラスです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
        }
    }
}

次のように使用できます。

let timer = ParkBenchTimer()

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

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

、、またはを使用してclock、簡単な起動時間を確保します。ProcessInfo.systemUptimeDispatchTime

私の知る限り、経過時間を測定する方法は少なくとも10通りあります。

単調時計ベース：

1. ProcessInfo.systemUptime。
2. mach_absolute_timemach_timebase_info述べたように、この答え。
3. clock()中POSIX標準。
4. times()中POSIX標準。（ユーザー時間とシステム時間を考慮する必要があり、子プロセスが関与するため、複雑すぎます。）
5. DispatchTime （マッハタイムAPIのラッパー）受け入れられた回答でJeremyPによって言及されています。
6. CACurrentMediaTime()。

壁掛け時計ベース：

（それらをメトリックに使用しないでください：以下の理由を参照してください）

7. NSDate/ Date他の人が言及したように。
8. CFAbsoluteTime 他の人が述べたように。
9. DispatchWallTime。
10. gettimeofday()中POSIX標準。

オプション1、2、3については以下で詳しく説明します。

オプション1：Foundationでプロセス情報API

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

ここdiff:NSTimeIntervalで、秒単位の経過時間です。

オプション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)
}

ここdiff:Doubleで、経過時間はナノ秒単位です。

オプション3：POSIXクロックAPI

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

ここdiff:Doubleで、秒単位の経過時間です。

なぜ経過時間の壁時計時間ではないのですか？

のドキュメントCFAbsoluteTimeGetCurrent：

この関数を繰り返し呼び出しても、単調に増加する結果は保証されません。

理由は、JavaとcurrentTimeMillisvs nanoTimeに似ています。

他の目的に使用することはできません。その理由は、コンピュータの時計が完璧ではないためです。それは常にドリフトし、時々修正する必要があります。この修正は手動で行われるか、またはほとんどのマシンの場合、実行されてシステムクロック（「ウォールクロック」）に継続的に小さな修正を発行するプロセスがあります。これらは頻繁に発生する傾向があります。うるう秒があるときはいつでも、このような別の修正が行われます。

ここでCFAbsoluteTimeは、起動時間の代わりに実時間を提供します。NSDate壁時計の時間でもあります。

Swift 4の最短の回答：

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

それは1.02107906341553秒経過したようなものを出力します（もちろん、時間はタスクによって異なります。この測定の10進精度レベルを確認するためにこれを示しています）。

これからSwift 4の誰かが役に立てば幸いです！

更新

コードの一部をテストする一般的な方法が必要な場合は、次のスニペットをお勧めします。

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.

この関数をコピーして貼り付けるだけです。Swift 5で書かれています。ここにJeremyPをコピーしています。

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")
    }

好きに使う

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

time通話を測定するための関数を作成できます。クラースの答えに刺激を受けました。

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.")
}

この関数を使用すると、このように呼び出してtime (isPrime(7))、結果と経過時間の文字列の説明を含むタプルを返すことができます。

経過時間のみを希望する場合は、これを行うことができます time (isPrime(7)).duration

クロージャーで実行時間を測定するためのシンプルなヘルパー関数。

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

使用法：

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

結果： #Init - execution took 1.00104497105349 seconds

たとえば、次のようにナノ秒を測定できます。

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)")

私はこれを使います：

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_;
    }
}

以前の投稿よりも正確かどうかはわかりません。しかし、秒には多くの小数があり、swap（）を使用するQuickSortとswap urselfを実装するなどのアルゴリズムの小さなコード変更をキャッチしているようです。

パフォーマンスをテストするときは、ビルドの最適化を必ず上げてください。

これが最も簡単な答えの私の試みです：

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

ノート

• startTimeおよびendTimeはのタイプTimeIntervalであり、typealiasfor Doubleなので、に変換するのは簡単Intです。時間はミリ秒未満の精度で秒単位で測定されます。
• DateInterval実際の開始時間と終了時間を含むも参照してください。
• 1970年以降の時刻の使用は、Javaタイムスタンプに似ています。

私はKlaasからアイデアを借りて、実行時間と間隔時間を測定する軽量の構造体を作成しました。

コードの使用：

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

print関数が経過時間を提供するため、stop関数を呼び出す必要はありません。経過時間を取得するために繰り返し呼び出される場合があります。しかし、コードの特定の時点でタイマーを停止するために、タイマーをtimer.stop()秒単位で返すために使用することもできます。let seconds = timer.stop() タイマーが停止した後、インターバルタイマーはそうではないので、print("Running: \(timer) ")数行のコードの後でも正しい時間が得られます。

以下はRunningTimerのコードです。Swift 2.1でテストされています。

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"}
    }
}

簡単に使用できるように、完了ブロックで囲みます。

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

これは私が思いついたスニペットで、Swift 4を搭載したMacbookで動作するようです。

他のシステムではテストしていませんが、とにかく共有する価値があると思いました。

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())
}

これを使用する方法の例を次に示します。

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

もう1つの方法は、より明示的に行うことです。

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")

これが私が書いた方法です。

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

アルゴリズムを測定するには、そのように使用します。

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

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

基本的な関数のタイミングのための静的Swift3クラス。名前ごとに各タイマーを追跡します。測定を開始する時点で、次のように呼び出します。

Stopwatch.start(name: "PhotoCapture")

これを呼び出して、経過時間をキャプチャして出力します。

Stopwatch.timeElapsed(name: "PhotoCapture")

これは出力です：*** PhotoCapture経過ms：1402.415125 nanosを使用する場合は、「useNanos」パラメーターがあります。必要に応じて変更してください。

   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))")
     }
  }

}

フランクリン・ユーの回答とクールのコメントに基づく

細部

• Xcode 10.1（10B61）
• Swift 4.2

解決策1

メジャー（_ :)

解決策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)
    }
}

ソリューション2の使用法

// 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)")