Delphi. Трюки и эффекты - Валерий Борисок

Аппаратный таймер

Следующий рассматриваемый способ измерения времени основан на использовании таймера высокого разрешения (высокочастотного). Временной промежуток между «тиками» этого таймера может быть намного меньше 1 мс, что позволяет производить достаточно точные измерения. Для сохранения количества «тиков» аппаратного таймера используется 64-битный счетчик.

Пример получения значения счетчика аппаратного таймера приводится в листинге 7.8. Частота, возвращаемая функцией hwTimerGetCounter, измеряется в Гц (с-1), то есть означает количество срабатываний таймера в 1 с.

...

Листинг

7.8. Получение значения счетчика аппаратного таймера

function hwTimerGetCounter(): Int64;

var

freq: Int64;

begin

if QueryPerformanceCounter(freq) <> False then

hwTimerGetCounter := freq

else

hwTimerGetCounter := 0; //Ошибка

end;

Чтобы перевести количество «тиков» аппаратного таймера в привычные нам единицы измерения, нужно узнать его частоту. В этом нам поможет функция, приведенная в листинге 7.9.

...

Листинг 7.9.

Определение частоты аппаратного таймера

function hwTimerGetFreq(): Int64;

var

freq: Int64;

begin

if QueryPerformanceFrequency(freq) <> False then

hwTimerGetFreq := freq

else

hwTimerGetFreq := 0; //Ошибка

end;

Пусть нам известна разность между значения счетчика в начале и конце измерения. Перевести ее в секунды можно следующим образом:

...

time:= counter div hwTimerGetFreq();

Пример, а точнее, результат определения характеристик аппаратного таймера приведен на рис. 7.4.

Рис. 7.4. Характеристики аппаратного таймера

Заполнение приведенных на рис. 7.4 текстовых полей осуществляется чрезвычайно просто, поэтому код, описывающий это, в тексте не приводится. При желании вы сможете найти его на диске, прилагаемом к книге, в папке с названием раздела.

Мультимедиа-таймер

Рассмотрим еще один способ измерения, основанный на использовании так называемого мультимедиа-таймера. Его использование удобно тем, что появляется возможность задания его точности. Группа API-функций работы с мультимедиа-таймером позволяет не только измерять временные интервалы, но и создавать программные таймеры (см. компонент Timer), срабатывающие через гораздо меньшие промежутки времени.

Для получения текущего значения счетчика мультимедийного таймера можно воспользоваться функцией timeGetTime. Вообще, она возвращает значения, аналогичные значениям, возвращаемым функцией GetTickCount. Счетчик также 32-битный, обнуляемый приблизительно каждые 49,7 суток. Прототип функции timeGetTime следующий:...

function timeGetTime: DWORD; stdcall;

Пример использования этой функции приведен в листинге 7.12, а теперь несколько слов о том, как получить для рассматриваемого таймера значения минимальной и максимальной точности. Для получения этих данных можно использовать функцию timeGetDevCaps. Она принимает в качестве параметра структуру TTimeCaps и заполняет два ее поля соответствующими значениями. В листинге 7.10 приводится возможная реализация функций для определения характеристик мультимедийного таймера.

...

Листинг 7.10.

Определение характеристик мультимедиа-таймера

//Получение максимального периода таймера (мс)

function timeGetMaxPeriod(): Cardinal;

var

time: TTimeCaps;

begin

timeGetDevCaps(Addr(time), SizeOf(time));

timeGetMaxPeriod := time.wPeriodMax;

end;

//Получение минимального периода таймера (мс)

function timeGetMinPeriod(): DWORD;

var

time: TTimeCaps;

begin

timeGetDevCaps(Addr(time), SizeOf(time));

timeGetMinPeriod := time.wPeriodMin;

end;

Итак, мы знаем, как получать параметры таймера. Но было сказано, что его точность можно регулировать. Делается это при помощи функций timeBeginPeriod и timeEndPeriod.

• Первая функция вызывается для установления минимальной точности таймера, которая устраивает приложение. Функция timeBeginPeriod принимает значение требуемой точности таймера в миллисекундах, возвращает TIMERR_NOERROR в случае успеха либо Т IMERR_NOCANDO, если требуемая точность не может быть обеспечена.

• Вторая функция восстанавливает точность таймера такой, какой она была до вызова функции timeBeginPeriod. В функцию timeEndPeriod должно передаваться то же значение, что и в функцию timeBeginPeriod.

В листинге 7.11 показано использование функци и timeBeginPeriod, атакже timeEndPeriod (реализованы функции-оболочки). При пользовании функциями из листинга 7.11 нужно помнить, что после вызова timeSetTimerPeriod и проведения измерения обязательно должна быть вызвана timeRestoreTimerPeriod. Функция timeSetTimerPeriod сохраняет значение установленной точности таймера в глобальной переменной lastPeriod, чтобы можно было не заботиться о сохранении этого значения в коде, использующем таймер.

...

Листинг 7.11. Функции изменения точности таймера

Var lastPeriod: Cardinal;

//Установка периода таймера (мс) перед началом измерения

function timeSetTimerPeriod(period: Cardinal): Boolean;

begin

if timeBeginPeriod(period) = TIMERR_NOERROR then

begin

//Сохраним значение для восстановления состояния таймера

lastPeriod := period;

timeSetTimerPeriod := True;

end

else

//Неудача

timeSetTimerPeriod := False;

end;

//Восстановление периода таймера (обязательно)

function timeRestoreTimerPeriod(): Boolean;

begin

if timeEndPeriod(lastPeriod) = TIMERR_NOERROR then

timeRestoreTimerPeriod := True

else

timeRestoreTimerPeriod := False;

end;

Теперь, после долгого рассмотрения особенностей настройки мультимедиа-таймера, приведем пример его использования для измерения времени выполнения простейшего отрезка программы (листинг 7.12).

...

Листинг 7.12.

Измерение времени выполнения отрезка программы

procedure TForm1.cmbTimeGoClick(Sender: TObject);

var

summ, arg, maxVal: Int64;

startTime, endTime: Cardinal;

begin

txtTimeResult.Text := 'Измерение…

Refresh;

maxVal := StrToInt(txtTimeMaxVal.Text);

//Устанавливаем маскимальную точность таймера

timeSetTimerPeriod(timeGetMinPeriod());

startTime := timeGetTime(); //Начальный момент времени

//Суммируем 64-битные числа

//(как раз и измеряем время его выполнения)

summ := 0;

arg := 1;

while (arg <= maxVal) do

begin

Inc(summ, arg);

Inc(arg);

end;

endTime := timeGetTime(); //Конечный момент времени

//Восстанавливаем период таймера

timeRestoreTimerPeriod();

//Время выполнения операций (мс)

txtTimeResult.Text := IntToStr(endTime – startTime);

end;

Создание программного таймера высокой точности

В самом начале рассмотрения возможностей мультимедиа-таймера было сказано, что в его API заложена возможность создания программных таймеров. Это действительно так. Причем максимальная точность такого таймера может получиться довольно большой: на современных компьютерах создание программного таймера с периодом срабатывания 1 мс – не проблема. Правда, использовать максимальную частоту таймера вряд ли стоит: слишком велика вероятность ошибки как минимум на 1 мс.

Теперь уясним, что же за программный таймер мы создаем и чем он отличается от компонента Timer, помещаемого на форму. А отличается наш таймер, кроме высокой точности, тем, что его не нужно привязывать к окну (форме): при срабатывании стандартного компонента Timer окну, за которым он закреплен, посылается сообщение WM_TIMER. Создаваемый же нами таймер работает по-другому, что удобнее рассмотреть на примере.

...

timerID := timeSetEvent

(

StrToInt(txtTimeInterval.Text), //Интервал между

//срабатываниями таймера

timeGetMinPeriod(), //Точность таймера

TimerProc, //Адрес процедуры, вызываемой при каждом

//срабатывании таймера

0, //Параметр, передаваемый в процедуру

//обратного вызова

TIME_CALLBACK_FUNCTION or TIME_PERIODIC //Тип таймера

);

В приведенном выше отрывке программы с помощью функции timeSetEvent происходит регистрация и запоминание адреса процедуры TimerProc, вызываемой периодически при срабатываниях таймера. При успешном создании таймера функция timeSetEvent возвращает ненулевое значение – идентификатор созданного таймера. Оно может использоваться в дальнейшем для определения, какой именно таймер сработал. Значение, возвращенное функцией timeSetEvent, также необходимо при удалении таймера:

...

timeKillEvent(timerlD);

Функция timeKillEvent возвращает целочисленное значение:

• TIMERR_NOERROR – если ее вызов завершился успешно;

• MMSYSERR_INVALPARAM – если таймера, заданного параметром функции, не существует.

Теперь о процедуре, адрес которой мы передаем в функцию timeSetEvent. В нашем примере она выглядит следующим образом (листинг 7.13).

...

Листинг 7.13.

Процедура, вызываемая при срабатывании таймера

procedure TimerProc(uTimerID, uMessage: UINT; dwUser, dw1, dw2:

DWORD) stdcall;

begin

//Добавляем текущее значение времени в список (чтобы была

//видна разница между моментами вызова этой процедуры)

Form1.lstTimes.Items.Add(IntToStr(timeGetTime()));

end;

Естественно, действия, выполняемые процедурой TimerProc, могут быть самыми различными. В нашем случае происходит заполнение списка (List) значениями счетчика «тиков» таймера на момент вызова процедуры (рис. 7.5).

Рис. 7.5. Результат работы таймера

В завершение вновь обратимся к функции timeSetEvent: кратко перечислим предоставляемые ею возможности, которыми мы не воспользовались в приведенном выше примере.

Как вы могли заметить, последний параметр функции timeSetEvent является битовой маской. Флаги этой маски задают два аспекта поведения таймера: количество срабатываний таймера и тип действия, которое требуется выполнять при срабатывании таймера.