Fortran中的time子程序比较

最新推荐文章于 2023-12-22 00:10:34 发布

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本文介绍了Fortran中用于获取时间的三个内置子程序：CPU_TIME、ITIME和DATE_AND_TIME。通过示例代码展示了它们的用法和返回值，其中CPU_TIME提供CPU运行时间，ITIME和DATE_AND_TIME则提供实际时间，后者在处理长时间计算时更为方便。在并行计算中，CPU_TIME可能不准确。文章还给出了itime的有效计算范围和system_clock在长时计算中的优势。

下面对Fortran中的几种调用时间的子程序（CPU_TIME，SYSTEM_CLOCK，DATA_AND_TIME，DATA_AND_TIME）进行对比研究。

CPU_TIME——Returns a REAL value representing the elapsed CPU time in seconds. （详细信息见 https://gcc.gnu.org/onlinedocs/gfortran/CPU_005fTIME.html）

语法： CALL CPU_TIME(TIME)。TIME的类型是实数型。

SYSTEM_CLOCK——（详细信息见 https://gcc.gnu.org/onlinedocs/gfortran/SYSTEM_005fCLOCK.html）

语法： CALL SYSTEM_CLOCK([COUNT, COUNT_RATE, COUNT_MAX])。COUNT，COUNT_RATE和COUNT_MAX是整数类型。当参数count的kind不同时，count的单位也会不一样。count是INTEGER（4）类型的话，返回的时间是毫秒，count的类型是INTEGER（8）类型，那么返回的时间是纳秒。所以在计算时间的时候为了得到时间的单位为秒，需要使用COUNT/COUNT_RATE。

DATA_AND_TIME————（详细信息见https://gcc.gnu.org/onlinedocs/gfortran/ITIME.html）

语法： DATE_AND_TIME(DATE, TIME, ZONE, VALUES)。DATA，TIME，ZONE是可选参数。在计算程序的运行时间上使用VALUES就足够了。 VALUES的类型是一维整型数组（8个元素）。

VAUES（1）得到的是年；VAUES（2）得到的是月；VAUES（3）得到的是月中的第几天；VAUES（4）得到的值的是分钟——Time difference with UTC in minutes；VAUES（5）得到的是一天中的几点（只包含小时不包括分钟，秒等等）；VAUES（6）得到的是一小时中的多少分钟；VAUES（7）得到的是一分钟的多少秒；VAUES（8）得到的是一秒中的多少毫秒。

ITIME——详细信息见https://gcc.gnu.org/onlinedocs/gfortran/ITIME.html

语法： CALL ITIME（TIME）。TIME的类型是有3个元素的整型一维数组。TIME（1）得到的是一天中的小时（范围是1-24）；TIME（2）得到的是一小时中的分钟（范围是1-60）；TIME（3）得到的是一分钟的多少秒（范围是1-60）。

下面是调用了这四个时间函数的例子：

对上面的程序进行编译得到的结果如下：

cpu_time is   5.32920074    s
itime is           6 s
SYSTEM_CLOCK time is   5.33099985     s
date_and_time time is   5.33099985     s

小结：

1. cpu_time子程序得到的是cpu运行的时间。对于串行计算，cpu计算时间与真是时间差别并不是很大，但是对于并行计算并不推荐使用（https://stackoverflow.com/questions/6878246/fortran-intrinsic-timing-routines-which-is-better-cpu-time-or-system-clock）

2. itime，system_clock和data_and_time计算的都是真实时间，itime的最小计算单位是秒，最大计算单位是小时。也就是说itime有效的计算时间是24个小时，如果计算的时间超过24小时不建议使用itime；system_clock和data_and_time对于计算时间超过24小时的可以使用，但是使用data_and_time会更方便一些，可以直接使用VAALUES（3）直接得到天数，VALUES（5）得到小时。

希望和大家一起交流进步。