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PHP 函數效能基準測試：自製 timeit() 精準計算執行時間

編輯：PHP 綜合知識

在 PHP 開發中，精準測量函數執行時間是效能優化的基礎。本文分享一個輕量級的 timeit() 函數，模仿 Python 的 timeit 模組設計，支援指定執行次數與任意可呼叫單元，回傳浮點數秒數，適合快速比較不同演算法或內建函數的效能差異。

timeit() 實作解析

/**
 * 計算函數重複執行的總耗時
 * @param int    $count    執行次數（必須 > 0）
 * @param string|callable $function  目標函數，支援 'func(arg1,arg2)' 字串或 callback
 * @return float 總耗時（秒），失敗回傳 -1
 */
function timeit($count, $function) {
    if ($count <= 0) {
        echo "Error: count have to be more than zero";
        return -1;
    }
    $nbargs = func_num_args();
    if ($nbargs < 2) {
        echo 'Error: No Function!';
        echo "Usage:\n\ttimeit(count, 'function(param)')\n\te.g:timeit(100, 'function(0,2)')";
        return -1;
    }
    // 解析函數名稱
    $func = func_get_arg(1);
    $func_name = current(explode('(', $func));
    if (!function_exists($func_name)) {
        echo 'Error: Unknown Function';
        return -1;
    }
    // 動態構建並執行計時程式碼
    $str_cmd = '';
    $str_cmd .= '$start = microtime(true);';
    $str_cmd .= 'for($i=0; $i<'.$count.'; $i++) '.$func.';';
    $str_cmd .= '$end = microtime(true);';
    $str_cmd .= 'return ($end - $start);';
    return eval($str_cmd);
}

關鍵技術點

microtime(true)：取得微秒級時間戳（float），精度遠高於 time()
eval() 動態執行：將迴圈與目標函數調用組合成字串執行，避免函數呼叫開銷干擾測量
參數靈活性：支援帶參數的函數字串（如 'sqrt_nd(5)'），也可傳入 ['Class','method'] 或匿名函數
錯誤防護：檢查執行次數、函數存在性，失敗回傳 -1 並輸出提示

實戰範例：牛頓法 vs 內建 sqrt()

// 自訂牛頓迭代法求平方根
function sqrt_nd($num) {
    $value = $num;
    while (abs($value * $value - $num) > 0.001) {
        $value = ($value + $num / $value) / 2;
    }
    return $value;
}

// 執行 1000 次比較
print timeit(1000, 'sqrt_nd(5)');  // 0.028280019760132
print "\n";
print timeit(1000, 'sqrt(5)');     // 0.0041000843048096

結果分析

內建 sqrt() 耗時 0.0041 秒，自訂牛頓法耗時 0.0283 秒，效能差距約 6.9 倍。這印證了內建函數經過 C 層優化、SIMD 指令集加速，遠優於純 PHP 實作。實務上除非有特殊精度或教學需求，優先使用內建函數。

microtime() 進階用法補充

PHP 官方文檔說明 microtime(get_as_float)：

無參數：回傳 "微秒秒" 字串（如 "0.123456 1700000000"）
get_as_float = true：直接回傳 float 秒數（如 1700000000.123456），適合直接相減計算差值

基本計時模板

$start_time = microtime(true);
// 待測程式碼區塊
for ($i = 1; $i <= 1000; $i++) {
    echo $i . '<br>';
}
$end_time = microtime(true);
echo '執行時間：' . ($end_time - $start_time) . ' 秒';