Boost源码简析系列——timer（1）
“Boost库是一个经过千锤百炼、可移植、提供源代码的C++库，作为标准库的后备，是C++标准化进程的发动机之一。Boost库由C++标准委员会库工作组成员发起，在C++社区中影响甚大，其成员已近2000人。Boost库为我们带来了最新、最酷、最实用的技术，是不折不扣的“准”标准库。”
摘自《C++ Boost 简介》。
“一直流传这么一个说法，想成为高手，一定要多读高手写的源代码。哪些代码是好材料呢？C++标准库的源代码？不，如果您读过，就会发现：要么是各种实现独有的表达方式让人摸不着头脑，要么是恐怖的代码风格（如到处是下划线）憋得人难受。Boost库的代码则相当清晰，注释合理，命名规范，绝对是适合阅读的典范。”
摘自《走进Boost》—阿炯
Boost作为一个c++标准库的补充，是在stl的基础上建立起来的，在网上有很多人都推荐使用，特别对于希望研读c++源代码的学习者提供了优秀的教材。这是由于Boost库是开放源代码的，而且它的源代码写的简单明了，格式规范，代码本身的注释清楚，再加上还有详细的说明文档，成就了Boost库对初学者的吸引力。
这是我在与Boost接触中，对于它的源代码的一些认识，我们从timer开始…
首先，要读懂源代码应该先浏览Boost说明文档，在其中简单的介绍了Timer库的组成，应用时要注意的方面。
文档上面说明：
Timer由两个头文件组成，其中包括了三个类。可以看出从类的复杂程度来说是很简单的，这也是我首先选择读他的原因。其实从我们后面源码的分析可以看出，类timer和progress_timer之间有继承关系，而类progress_display是独立的可以分开来看。
头文件
类
说明
timer.hpp
timer
计量消耗时间
progress.hpp
progress_timer
使用timer的对象计量消耗时间，并在对象析构时显示时间
progress.hpp
progress_display
显示一个时间进度条
类timer
类timer的主要任务是计量消耗的时间，但是他一般来说只是适合用在时间消耗较短的任务中，因为timer对象的最大计量时间被限制在596.5小时。而且由于使用了c标准库中的函数clock()取得的系统时间，时间计量的精确度受到所在系统平台的限制，各个不同的平台用同样的程序计量时间可能有较大出入。
这个类源码很短：
#ifndef BOOST_TIMER_HPP
#define BOOST_TIMER_HPP
#include <boost/config.hpp>
#include <ctime>
#include <boost/limits.hpp>
# ifdef BOOST_NO_STDC_NAMESPACE
namespace std { using ::clock_t; using ::clock; }
# endif
namespace boost {
class timer
{
public:
timer() { _start_time = std::clock(); }
void restart() { _start_time = std::clock(); }
double elapsed() const
{ return double(std::clock() - _start_time) / CLOCKS_PER_SEC; }
double elapsed_max() const
{
return (double(std::numeric_limits<std::clock_t>::max())
- double(_start_time)) / double(CLOCKS_PER_SEC);
}
double elapsed_min() const
{ return double(1)/double(CLOCKS_PER_SEC); }
private:
std::clock_t _start_time;
};
}
#endif
虽然代码不长，我还是习惯性的浏览了一下整个类的声明部分，代码段之前首先是include了三个头文件，一是<ctime>，就像文档所介绍的一样，需要c标准库的支持。二是<boost/config.hpp>，从这里也看到了Boost和STL不一样，Boost与平台有关的，不同的平台对Boost的支持也不一样，所以针对不同的平台，就需要用config来调节设置，一般有三个方面的设置：编译器、操作系统平台、c标准库实现（详见config源码简析）。三是< boost/limits.hpp >，文档上介绍的不清楚，大概是规定了Boost中所有数值的限制。
其中
#ifndef BOOST_TIMER_HPP
#define BOOST_TIMER_HPP
//…
#endif
是在定义头文件的传统技术，叫做包含保护符，可以防止同一个头文件被多次包含。当该头文件第一次被包含的时候，BOOST_TIMER_HPP被定义，赋了一个值，其中的内容也被读入。当这个头文件又被包含而提供给编译器的时候，编译器就会查到BOOST_TIMER_HPP已经被赋了值，而忽略其中的内容。
# ifdef BOOST_NO_STDC_NAMESPACE
namespace std { using ::clock_t; using ::clock; }
# endif
在这里用了同样的包含保护符技术，申明了std名字空间里定义的两个类型clock_t和clock。
再下面的代码就是对类的定义了，对于一个类的代码的认识首先从她的继承关系上认识，这个类没有基类，所以跳过，从提供的用户界面开始，也就是根据说明文档猜测提供的构造函数以及给用户的成员函数的功能：
timer中public的函数有
构造函数： timer() //它的功能不用说了。
成员函数： restart() //大概是重新计时吧。
elapsed() //应该是给出已经流逝的时间。
elapsed_max() //给出这个类能够处理的最大时间。
elapsed_min() //给出能够处理的最小时间。
数据成员： std::clock_t _start_time; //在timer对象构建的时候初始化为当时的时间。
这就是所有的函数，由于这些函数比较简单，没有必要一一介绍，这里给出一个说明：
1. clock()函数是c标准库中函数，返回系统当前时间。
2. CLOCKS_PER_SEC一个宏，被定义在<ctime>中，表示多少个clock()函数能取到的最小时间间隔是一秒。
3. std::numeric_limits<std::clock_t>::max()，得到clock_t类型对象能表示的最大时间，这个时间由clock()函数能取到的最小时间间隔标度。
到这里就是这个类的主要内容，我们看到这个类没有用虚函数。
现在我们可以简单的timer类的对象简单的测试一段代码执行的时间。用来证明这个类计量时间是随着系统状态的不同，有不同的结果的；随着编译器的不同，有不同的结果。
#include <iostream>
#include <boost/timer.hpp>
using namespace std;
using namespace boost;
int main(void)
{
int i=0;
timer testtm;
testtm.restart();
{
for(;i<10000;i++)
{
for(int j=0;j<10000;j++)
{
j++;
j--;
}
}
}
cout<<testtm.elapsed()<<endl;
system("PAUSE");
return 0;
}
我分别用vc6.0和dev-c++来编译，分别执行10次，结果如下：
测试次数
VC6.0
Dev-c++
1
1.64
0.89
2
1.734
0.984
3
1.656
0.89
4
1.734
0.968
5
1.64
0.937
6
1.718
0.968
7
1.75
0.921
8
1.609
0.921
9
1.718
0.89
10
1.734
1.078
均值
1.693
0.945
从这张表可以看出，通过不同的编译器得到的结果明显不同（差距很大），而同一编译器编译的程序，每一次运行结果也不同（差距相对较小）。
这里不是比较两个编译器的优劣，也没有得到任何编译器是否优劣的证据。
在下一篇《Boost源码简析系列——timer（2）》中介绍timer的其他两个类，以及有关例程。
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