關于matlab程序運行時間計算方法的思考

　　簡介：在matlab中，為了驗證比較兩個算法直接的效率，我們常常需要計算某段程序的運行時間，而常用的也就是三種方法：

　　1、tic和toc命令對;格式如下面一段程序。

　　tic;

　　a=0;

　　for i1=1:100000

　　for j1=1:10000

　　a=a+1;

　　end

　　end

　　toc;

　　tic命令表示開啟一個matlab的計時器，toc則表示停止之前與之對應的tic開啟的計時器，并得到最后的計時結果，上一段程序結果如下：

　　Elapsed time is 3.720372 seconds.

　　2、clock加etime函數(shù);程序結構如下面一段。

　　t1=clock;

　　b=0;

　　for i2=1:100000

　　for j2=1:10000

　　b=b+1;

　　end

　　end

　　t2=clock;

　　etime(t2,t1)

　　其中，clock命令是獲取系統(tǒng)的時間矢量，而etime函數(shù)則是計算兩個時間矢量之間的差并以秒單位形式表示。clock作為時間矢量包含了年月日時分秒六個參數(shù)，如在matlab單獨執(zhí)行這一命令可得到：

　　>> clock

　　ans =

　　1.0e+003 *

　　2.0120 0.0080 0.0180 0.0140 0.0180 0.0507

　　3、cputime命令計算運行時間;

　　m1=cputime;

　　c=0;

　　for i3=1:100000

　　for j3=1:10000

　　c=c+1;

　　end

　　end

　　m2=cputime;

　　m=m2-m1

　　cputime命令是獲取matlab自啟動后所占用cpu的運行時間，這里需要詳細介紹下，cputime不是代表matlab的運行時間，而是指matlab占用cpu的時間。大家知道，window系統(tǒng)的多進程管理類似于我們所說的時分復用概念，即cpu完成多進程是通過時間劃分來實現(xiàn)的，這一時刻運行的是進程一，下一時刻運行的是進程二，由于速度非?？?，所以對于用戶來說看起來就是同時運行的。我們可以做個試驗，在一打開matlab的時候，執(zhí)行cputime命令得到：

　　>> cputime

　　ans =

　　13.1197

　　說明我們matlab打開用了13秒多的時間，大家可以自我感覺下是不是這個時間。

　　既然大概的原理我們知道了就可以來比較比較這三者的區(qū)別。首先，tic和toc的方法是最優(yōu)的，這也是matlab幫助中提倡的一種。從精度上來說，第一種方法精度最高，由于是matlab自身的計時器，精度上要比后兩者高，其次是cputime，最低的是clock只有毫秒級的精度。再者，從最接近實際電路運行時間上來說，也是第一種方法最為接近，這點我們仔細分析下。

　　我們知道，想得到某段程序在matlab中運行的時間，目的是在于對該程序所實現(xiàn)的算法在實際電路中處理的時間有個大概的估計與比較，所以我們最想要的是它在cpu運行的時間。這一點第二種方法則不太適合了，因為它采用的是系統(tǒng)時間作為計算參數(shù)，在這個時間內(nèi)肯定還有著別的后臺運行程序等。而對于第三種方法，cputime所對應的測量對象是matlab整個程序，而并不是對于我們所測量的這段程序而言(matlab也可以看做是一個編譯器，對我們編寫的m代碼進行編譯，所以它還需要進行著別的操作)。再看看我們的第一種matlab推薦的方法，tic是啟動一個matlab內(nèi)部的計時器，所以說它也是一種基于cpu時間的計時，而且更重要的是，計時開始的時間是我們設定在代碼前的，可以說tic和toc中間對于matlab來說，大部分時間就是運行這段代碼，所以時間上是最接近實際在電路中運行的時間的。

　　關于上面的比較，個人閑來無事做了個實驗：同樣的代碼，將matlab在任務管理器中的進程優(yōu)先級進行改動，我們可以明顯看到運行時間上的變化。