C言語で関数の実行時間を測定する方法

この記事では、C言語でプログラムや関数の処理にかかる時間を計測する方法について解説します。時間の測定には、time.hヘッダーファイルに定義されているclock()関数を使用します。

基本的な考え方

経過時間を求めるには、以下の手順に従います。

1. 処理の開始直前にclock()を呼び出して開始時刻を取得する
2. 処理の終了直後に再度clock()を呼び出して終了時刻を取得する
3. 両者の差分を計算する
4. 差分をCLOCKS_PER_SEC(1秒あたりのクロックティック数)で割ることで、実際に消費されたプロセッサ時間を秒単位で求める

clock()の戻り値はclock_t型であるため、秒単位に変換する際はdouble型へキャストすることを忘れないようにしましょう。

サンプルコード

#include <stdio.h>
#include <time.h>

void take_enter() {
    printf("Press enter to stop the counter \n");
    while(1) {
        if (getchar())
            break;
    }
}

int main() {
    // take_enter() の処理時間を計測する
    clock_t t;
    t = clock();
    printf("Timer starts\n");
    take_enter();
    printf("Timer ends \n");
    t = clock() - t;
    double time_taken = ((double)t) / CLOCKS_PER_SEC; // 経過時間を計算
    printf("The program took %f seconds to execute", time_taken);
    return 0;
}

実行結果

Timer starts
Press enter to stop the counter
Timer ends
The program took 5.218000 seconds to execute

注意点

• clock()が返すのは「プロセッサ(CPU)時間」であり、スリープ中や入力待ちなどの待機時間は必ずしも含まれません。実際の壁時計時間(Wall-clock time)を測りたい場合は、POSIX環境ではclock_gettime()、WindowsではQueryPerformanceCounter()などの利用を検討してください。
• 長時間動作するプログラムでは、clock_tの表現範囲を超える可能性があるため注意が必要です。