C語言如何延遲代碼執行若干微秒

本文將深入探討c語言中如何實現代碼執行的微秒級延遲。筆者認為此內容頗為實用，因此特此分享，希望讀者能從中有所收益。

C語言中的微秒級代碼延遲

前言

在特定情境下，開發者可能需要在C語言程序中暫停代碼執行若干微秒，以達到特定功能或效果。本文將詳細介紹在C語言中實現微秒級延遲的多種方式，并提供代碼示例及使用說明。

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方式一：usleep() 函數

• 功能：暫停指定微秒數。
• 頭文件：
• 語法：int usleep(unsigned int usec);
• 參數：
  • usec：暫停的微秒數。
• 返回值：
  • 成功返回0，失敗返回-1。

示例：

#include <unistd.h>  int main() {     // 暫停100微秒     usleep(100);      // 繼續執行后續代碼     return 0; }</unistd.h>

方式二：nanosleep() 函數

• 功能：暫停指定納秒數。
• 頭文件：
• 語法：int nanosleep(const Struct timespec req, struct timespec rem);
• 參數：
  • req：指向要暫停的時間的 struct timespec 結構體。
  • rem：指向剩余暫停時間的 struct timespec 結構體（可為 NULL）。
• 返回值：
  • 成功返回0，失敗返回-1。

示例：

#include <time.h>  int main() {     struct timespec delay = {0, 100000};  // 100微秒     nanosleep(&delay, NULL);      // 繼續執行后續代碼     return 0; }</time.h>

方式三：clock_nanosleep() 函數

• 功能：暫停指定納秒數，類似于nanosleep()，但使用不同的clock_id參數。
• 頭文件：
• 語法：int clock_nanosleep(clockid_t clock_id, int flags, const struct timespec request, struct timespec remaining);
• 參數：
  • clock_id：要使用的時鐘ID。
  • flags：標志，通常設置為0。
  • request：指向要暫停的時間的 struct timespec 結構體。
  • remaining：指向剩余暫停時間的 struct timespec 結構體（可為 NULL）。
• 返回值：
  • 成功返回0，失敗返回-1。

示例：

#include <time.h>  int main() {     struct timespec delay = {0, 100000};  // 100微秒     clock_nanosleep(CLOCK_REALTIME, 0, &delay, NULL);      // 繼續執行后續代碼     return 0; }</time.h>

方式四：忙等待循環

• 功能：通過循環等待實現代碼延遲。
• 原理：持續檢查當前時間是否達到預設時間點。
• 優點：精度高。
• 缺點：消耗CPU資源，不適用于長時間延遲。

示例：

#include <time.h>  int main() {     // 獲取當前時間     struct timespec start;     clock_gettime(CLOCK_REALTIME, &start);      // 計算延遲時間     long long delay_time = 100000;  // 100微秒     long long end_time = start.tv_nsec + delay_time;      // 循環等待     while (clock_gettime(CLOCK_REALTIME, &start), start.tv_nsec < end_time) {         // 等待     }      // 繼續執行后續代碼     return 0; }</time.h>

選擇合適的延遲方式

選擇最合適的延遲方式取決于具體需求和限制條件：

• 精度要求：忙等待循環提供最高的精度，而其他方式的精度受函數調用開銷的影響。
• 資源消耗：忙等待循環會消耗大量CPU資源，而其他方式對CPU資源的影響較小。
• 延遲時間：忙等待循環不適用于長時間延遲，而其他方式可以處理更長的延遲時間。
• 平臺兼容性：并非所有方式都可以在所有平臺上使用，因此在選擇方式時需要考慮平臺兼容性。