Swift——如何测量一个函数/功能的运行时间

当需要测试程序的性能时，Xcode 自带的测试功能有时并不能满足我们的需要，这个时候就需要自己编写测试代码。测试性能主要是测试程序或代码运行时间，不论是测试 CPU/GPU 密集型程序，还是读写密集型程序，都需要获取程序或函数的运行时间来计算性能。

如果是测试 CLI（Command Line Interface，命令行交互）程序，那么就可以在使用程序时，加上time命令，就可以获取整个程序的运行时间。但是如果想测试程序代码中的某一个函数运行时间，或者测试 GUI 程序的时候，这种方法就行不通了。我们需要在代码中加上一个“计时器”，去自己安排测量工作。

在 Swift 中实现这种测量有两种方法，第一个是比较方便但是只能在新系统上用，第二个兼容性比较好但是不安全（精确度稍差，但是可以忽略）。

新系统上的简易方法measure

不过苹果在 iOS 16、macOS 13 开始，新增了的数据结构Clock和ContinuousClock，都有一个方法叫measure，可以用来测试一个函数的运行时间。

使用起来也非常简单。

首先，实例一个ContinuousClock：

let clock = ContinuousClock()

然后再使用以下语句即可获取某个函数的运行时间：

let elapsed = clock.measure {
	someWork()
}

这里需要注意，let是强制使用的，不能前面声明一个变量，然后在这实例化。

这里获得的elapsed是ContinuousClock.Instant.Duration类型的，需要转化成字符串使用，转化方法如下：

var duration: String = ""
let elapsed = clock.measure {
	quicksort()
}
//elapsed.description是字符串类型
duration = elapsed.description

总体代码为：

struct ContentView: View {
    var clock = ContinuousClock()
    @State private var duration: String = ""
    var body: some View {
        VStack {
            Text("点击按钮进行快速排序测试：")
                .padding()
                
            Button(action: {
            	//获取时间间隔，也就是运行时间
                let elapsed = clock.measure {
                	//测试函数为‘quicksort’
                	quicksort()
                }
                //把获取到的时间间隔转换成字符串
                duration = elapsed.description
            }) {
                Text("Start")
            }
            .padding()

			// 显示时间，由于elapsed.description最后自带字符串“second”，所以不用加单位
            Text("消耗时间为：(duration)")
                .padding()
        }
        .padding()
    }
}

下面是在 App 中运行的情况：

通用方法

如果不是最新的系统，或者是想自己写相关的方法函数，那么就可以使用经典办法：时间差。记录开始的时间和终止的时间，再做差即可获得运行时间。

那么这个时间以什么为准呢？C 语言是时钟时间，但是 Swift 从 iOS 16 开始才有时钟时间，之前只有Date类型。好在 Date 就可以实现我们的目的，使用其中的timeIntervalSince1970值即可。

timeIntervalSince1970这个值是非常有历史含义的一个值，所有的系统（不光是苹果的系统）都有这个值，因为 1970 是第一个大范围使用的系统 Unix 的起始时间，而timeIntervalSince1970记录的是从 1970-01-01 00:00:00 开始，到此时此刻过去的时间，精度可以到达小数点到达毫秒（甚至更小，与上一种方法精度差不多）。

由于和上一个方法只有一部分不同，所以直接列出整体代码：

struct ContentView: View {
    @State private var duration: String = ""
    var body: some View {
        VStack {
            Text("点击按钮进行快速排序测试：")
                .padding()
            Button(action: {
            	//记录开始时间
                let start_time = Date().timeIntervalSince1970
                //开始运行被测试函数
                quicksort()
                //记录结束时间
                let end_time = Date().timeIntervalSince1970
                //做差获取间隔时间，并且将其变成字符串格式
                duration = TimeInterval(end_time-start_time).description
            }) {
                Text("Start")
            }
            .padding()

			//由于这个方法没有带单位，所以自己加一个“seconds”
            Text("消耗时间为：(duration) seconds")
                .padding()
        }
        .padding()
    }
}

运行效果和上一种方法一模一样，所以不列出了。

希望能帮到有需要的人～

代码007普通

打赏 收藏 海报 链接