安裝 Google Benchmark 需先克隆 benchmark 和 googletest 倉庫，創(chuàng)建構(gòu)建目錄并使用 CMake 編譯安裝；2. 編寫包含多個性能測試函數(shù)的 main.cpp，使用 BENCHMARK 宏注冊測試函數(shù)，通過 benchmark::DoNotOptimize 防止優(yōu)化，利用 Arg 和 Range 設(shè)置輸入規(guī)模，Complexity 分析時間復(fù)雜度；3. 編寫 CMakeLists.txt 文件，配置 CMake 最低版本、項目名稱、C 17 標準，使用 find_package 找到 benchmark，通過 add_executable 和 target_link_libraries 構(gòu)建可執(zhí)行文件；4. 在 build 目錄下運行 cmake .. 和 make 編譯項目，執(zhí)行 ./bench 運行基準測試，可添加 --benchmark_filter 或 --benchmark_format=json 等參數(shù)控制輸出；5. 輸出結(jié)果顯示各測試用例的平均耗時與執(zhí)行次數(shù)，可用于比較不同實現(xiàn)的性能差異，最終得出 Google Benchmark 可有效進行微基準測試的結(jié)論。

寫一個 C 的 Google Benchmark 示例其實很簡單，下面是一個完整的、可以直接運行的例子，展示如何使用 Google Benchmark 庫來測量函數(shù)的性能。

? 1. 安裝 Google Benchmark

如果你還沒安裝 Google Benchmark，可以通過以下方式安裝（以 Ubuntu 為例）：

git clone https://github.com/google/benchmark.git
git clone https://github.com/google/googletest.git benchmark/googletest

mkdir build && cd build
cmake ../benchmark
make -j8
sudo make install

確保你有 CMake 和編譯器（如 g ）支持 C 11 或更高。

? 2. 編寫 benchmark 示例代碼

下面是一個簡單的 main.cpp，比較兩個函數(shù)：std::sqrt 和手動寫的一個循環(huán)版本（只是為了演示性能差異）。

#include <benchmark/benchmark.h>
#include <cmath>
#include <vector>

// 被測函數(shù)1：使用 std::sqrt
static void BM_SqrtStd(benchmark::State& state) {
    double x = 3.14159;
    for (auto _ : state) {
        benchmark::DoNotOptimize(std::sqrt(x));
        x  = 0.00001;  // 防止完全被優(yōu)化
    }
}
BENCHMARK(BM_SqrtStd);

// 被測函數(shù)2：模擬一個“慢”操作（其實還是用 sqrt，但加點循環(huán)）
static void BM_SqrtLoop(benchmark::State& state) {
    double x = 3.14159;
    for (auto _ : state) {
        for (int i = 0; i < 10;   i) {
            x = std::sqrt(x   i);
        }
        benchmark::DoNotOptimize(x);
    }
}
BENCHMARK(BM_SqrtLoop);

// 比較 vector 的 push_back vs reserve   push_back
static void BM_VectorPushBack(benchmark::State& state) {
    for (auto _ : state) {
        std::vector<int> v;
        for (int i = 0; i < state.range(0);   i) {
            v.push_back(i);
        }
    }
    state.SetComplexityN(state.range(0));
}
BENCHMARK(BM_VectorPushBack)->Arg(1024)->Arg(8192);

static void BM_VectorPushBackWithReserve(benchmark::State& state) {
    for (auto _ : state) {
        std::vector<int> v;
        v.reserve(state.range(0));  // 提前分配
        for (int i = 0; i < state.range(0);   i) {
            v.push_back(i);
        }
    }
    state.SetComplexityN(state.range(0));
}
BENCHMARK(BM_VectorPushBackWithReserve)->Arg(1024)->Arg(8192);

// 注冊帶參數(shù)的 benchmark（使用 Range）
BENCHMARK(BM_VectorPushBack)->Range(8, 8 << 4);  // 8 到 128
BENCHMARK(BM_VectorPushBackWithReserve)->Range(8, 8 << 4);

// 添加一個使用 BigO 測量復(fù)雜度的例子
static void BM_Sort(benchmark::State& state) {
    std::vector<int> v(state.range(0));
    std::generate(v.begin(), v.end(), rand);

    for (auto _ : state) {
        std::sort(v.begin(), v.end());
    }
    state.SetComplexityN(state.range(0));
}
BENCHMARK(BM_Sort)->Range(1<<4, 1<<10)->Complexity(benchmark::oNLogN);

// 主函數(shù)
BENCHMARK_MAIN();

? 3. 編寫 CMakeLists.txt

創(chuàng)建一個 CMakeLists.txt 來編譯項目：

cmake_minimum_required(VERSION 3.14)
project(my_benchmark)

set(CMAKE_CXX_STANDARD 17)

find_package(benchmark REQUIRED)

add_executable(bench main.cpp)
target_link_libraries(bench benchmark::benchmark)

? 4. 編譯并運行

mkdir build && cd build
cmake ..
make

# 運行 benchmark
./bench

你也可以加參數(shù)控制輸出格式：

./bench --benchmark_format=json --benchmark_out=result.json

或者只運行某個測試：

./bench --benchmark_filter=BM_Vector

? 輸出示例（節(jié)選）

BM_SqrtStd        10 ns    10 ns  100000000
BM_SqrtLoop      150 ns    150 ns   10000000
BM_VectorPushBack/1024     2.5 us    2.5 us    300000
BM_VectorPushBack/8192    30.2 us   30.2 us     23000
BM_VectorPushBackWithReserve/1024   1.8 us    1.8 us    400000
BM_VectorPushBackWithReserve/8192  20.1 us   20.1 us     35000

? 小貼士

• benchmark::DoNotOptimize(...)：防止編譯器把無副作用的計算優(yōu)化掉。
• state.PauseTiming() / state.ResumeTiming()：在 setup 階段避免計入測量時間。
• ->Arg() 和 ->Range()：用于測試不同輸入規(guī)模。
• Complexity(benchmark::oNLogN)：讓 benchmark 自動擬合時間復(fù)雜度。

基本上就這些。Google Benchmark 上手快，適合做微基準測試（microbenchmark），特別適合優(yōu)化關(guān)鍵路徑函數(shù)時使用。只要記住別測被編譯器優(yōu)化掉的代碼就行。

以上是C Google基準示例的詳細內(nèi)容。更多信息請關(guān)注PHP中文網(wǎng)其他相關(guān)文章！