C++時(shí)間函數(shù)怎么使用

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一、 時(shí)間概念

格林威治時(shí)間GMT（Greenwich Mean Time）

格林威治皇家天文臺(tái)為了海上霸權(quán)的擴(kuò)張計(jì)劃，在十七世紀(jì)就開(kāi)始進(jìn)行天體觀測(cè)。為了天文觀測(cè)，選擇了穿過(guò)英國(guó)倫敦格林威治天文臺(tái)子午儀中心的一條經(jīng)線作為零度參考線，這條線，簡(jiǎn)稱格林威治子午線。

1884年10月召開(kāi)了一個(gè)國(guó)際子午線會(huì)議，該會(huì)議將格林威治子午線設(shè)定為本初子午線，并將格林威治平時(shí) (GMT, Greenwich Mean Time) 作為世界時(shí)間標(biāo)準(zhǔn)（UT, Universal Time）。由此也確定了全球24小時(shí)自然時(shí)區(qū)的劃分，所有時(shí)區(qū)都以和 GMT 之間的偏移量做為參考。

1972年之前，格林威治時(shí)間（GMT）一直是世界時(shí)間的標(biāo)準(zhǔn)。1972年之后，GMT 不再是一個(gè)時(shí)間標(biāo)準(zhǔn)了。

XP系統(tǒng)中，默認(rèn)時(shí)間格式是GMT。

目前UTC與GMT 相差為0.9秒，故二者可以基本視為一致。

原子時(shí)間

1967年，人們利用銫原子振蕩周期極為規(guī)律的特性，研制出了高精度的原子時(shí)鐘，將銫原子能級(jí)躍遷輻射9192631770周所經(jīng)歷的時(shí)間定為1s?，F(xiàn)在用的時(shí)間就是1971年10月定義的國(guó)際原子時(shí)，是通過(guò)世界上大約200多臺(tái)原子鐘進(jìn)行對(duì)比后，再由國(guó)際度量衡局時(shí)間所進(jìn)行數(shù)據(jù)處理，得出的統(tǒng)一的原子時(shí)，簡(jiǎn)稱TAI。

世界協(xié)調(diào)時(shí)

又稱世界統(tǒng)一時(shí)間、世界標(biāo)準(zhǔn)時(shí)間。UTC是現(xiàn)在全球通用的時(shí)間標(biāo)準(zhǔn)，全球各地都同意將各自的時(shí)間進(jìn)行同步協(xié)調(diào)。UTC 時(shí)間是經(jīng)過(guò)平均太陽(yáng)時(shí)（以格林威治時(shí)間GMT為準(zhǔn)）、地軸運(yùn)動(dòng)修正后的新時(shí)標(biāo)以及以秒為單位的國(guó)際原子時(shí)所綜合精算而成。

UTC 構(gòu)成：

原子時(shí)間（TAI）:

結(jié)合了全球400個(gè)所有的原子鐘而得到的時(shí)間，它決定了我們每個(gè)人的鐘表中，時(shí)間流動(dòng)的速度。

世界時(shí)間（UT, Universal Time）:

也稱天文時(shí)間，或太陽(yáng)時(shí)，他的依據(jù)是地球的自轉(zhuǎn)，我們用它來(lái)確定多少原子時(shí)，對(duì)應(yīng)于一個(gè)地球日的時(shí)間長(zhǎng)度。

格式： YYYY-MM-DDThh:mm:ssZ

協(xié)調(diào)世界時(shí)不與任何地區(qū)位置相關(guān)，也不代表此刻某地的時(shí)間，所以在說(shuō)明某地時(shí)間時(shí)要加上時(shí)區(qū)。也就是說(shuō)GMT并不等于UTC，而是等于UTC+0，只是格林尼治剛好在0時(shí)區(qū)上。GMT = UTC+0。

本地時(shí)間

在日常生活中所使用的時(shí)間我們通常稱之為本地時(shí)間。這個(gè)時(shí)間等于我們所在（或者所使用）時(shí)區(qū)內(nèi)的當(dāng)?shù)貢r(shí)間，它由與世界標(biāo)準(zhǔn)時(shí)間（UTC）之間的偏移量來(lái)定義。這個(gè)偏移量可以表示為 UTC- 或 UTC+，后面接上偏移的小時(shí)和分鐘數(shù)。

GMT是前世界標(biāo)準(zhǔn)時(shí)，UTC是現(xiàn)世界標(biāo)準(zhǔn)時(shí)。

UTC 比 GMT更精準(zhǔn)，以原子時(shí)計(jì)時(shí)，適應(yīng)現(xiàn)代社會(huì)的精確計(jì)時(shí)。

但在不需要精確到秒的情況下，二者可以視為等同。

每年格林尼治天文臺(tái)會(huì)發(fā)調(diào)時(shí)信息，基于UTC。

二、Linux-c時(shí)間的存儲(chǔ)方式

1. time_t

一個(gè)整型，存儲(chǔ)從1970-1-1 00:00:00年到現(xiàn)在UTC+0經(jīng)過(guò)了多少秒，進(jìn)一步的，struct timeval可精確到微秒。

2. struct tm

用一個(gè)結(jié)構(gòu)來(lái)分別存儲(chǔ)年月日時(shí)分秒。

	struct tm
	{
	    int tm_sec;  /*秒，正常范圍0-59， 但允許至61*/
	    int tm_min;  /*分鐘，0-59*/
	    int tm_hour; /*小時(shí)， 0-23*/
	    int tm_mday; /*日，即一個(gè)月中的第幾天，1-31*/
	    int tm_mon;  /*月， 從一月算起，0-11*/  1+p->tm_mon;
	    int tm_year;  /*年， 從1900至今已經(jīng)多少年*/  1900＋ p->tm_year;
	    int tm_wday; /*星期，一周中的第幾天， 從星期日算起，0-6*/
	    int tm_yday; /*從今年1月1日到目前的天數(shù)，范圍0-365*/
	    int tm_isdst; /*日光節(jié)約時(shí)間的旗標(biāo)*/
	};
特別注意，年份是從1900年起至今多少年，而不是直接存儲(chǔ)如2022年。月份從0開(kāi)始的，0表示一月，星期也是從0開(kāi)始的， 0表示星期日，1表示星期一。

三、 常用函數(shù)

#include <time.h>

#include <sys/time.h>

time_t time(time_t* t);

取得從1970-1-1 00:00:00至今（UTC+0）的秒數(shù)，注意并不是至本地時(shí)間的秒數(shù)。該時(shí)間戳為GMT時(shí)間，即時(shí)區(qū)為0。

time()總是返回的是當(dāng)前格林威治時(shí)間，不論系統(tǒng)/程序采用的哪個(gè)時(shí)區(qū)。所以使用time_t時(shí)候，讓time_t上的存儲(chǔ)值總是描述格林威治時(shí)間。

    time_t tm = time(nullptr);//取得從1970-1-1 00:00:00至今（UTC+0）的秒數(shù)
    //或
    time(&tm0);

struct tm* gmtime(const time_t* timep);

將time_t表示的時(shí)間戳轉(zhuǎn)換為沒(méi)有經(jīng)過(guò)時(shí)區(qū)轉(zhuǎn)換的UTC時(shí)間，是一個(gè)struct tm結(jié)構(gòu)指針。

    struct tm *tmStamp = nullptr;
    time_t tmSec = time(nullptr); 
    tmStamp = gmtime(&tmSec);   //返回沒(méi)有經(jīng)過(guò)時(shí)區(qū)轉(zhuǎn)換的UTC時(shí)間 struct tm結(jié)構(gòu)

struct tm* localtime(const time_t* timep);

將time_t表示的時(shí)間戳轉(zhuǎn)換換成經(jīng)過(guò)時(shí)區(qū)轉(zhuǎn)換的時(shí)間。使用time_t格林威治時(shí)間+時(shí)區(qū)偏差，生成tm結(jié)構(gòu)

    struct tm *tmStamp = nullptr;
    time_t tmSec;
    time(&tmSec); //取得從1970年1月1日至今的秒數(shù)
    tmStamp = localtime(&tmSec); //返回經(jīng)過(guò)時(shí)區(qū)轉(zhuǎn)換的時(shí)間，***注意本函數(shù)可能會(huì)修改時(shí)間秒的值***

time_t mktime(struct tm* timeptr);

將struct tm 結(jié)構(gòu)的時(shí)間轉(zhuǎn)換為從1970-1-1年至今的秒數(shù)。

mktime考慮了時(shí)區(qū)，輸入的值總是要求【localtime-tm】結(jié)構(gòu)-當(dāng)前時(shí)區(qū)時(shí)間，輸出值格林威治時(shí)間；

char asctime(const struct tm timeptr);

將struct tm結(jié)構(gòu)中的信息轉(zhuǎn)換為真實(shí)世界的時(shí)間（不經(jīng)過(guò)時(shí)區(qū)轉(zhuǎn)換的UTC時(shí)間），以字符串的形式顯示。

    time_t timeSec;
    time(&timeSec); /*獲取time_t類型的當(dāng)前時(shí)間*/
    /*用gmtime將time_t類型的時(shí)間轉(zhuǎn)換為struct tm類型的時(shí)間，按沒(méi)有經(jīng)過(guò)時(shí)區(qū)轉(zhuǎn)換的UTC時(shí)間
      然后再用asctime轉(zhuǎn)換為我們常見(jiàn)的格式 ，形式：Mon Oct 24 11:41:17 2022
    */
    printf("%s", asctime(gmtime(&timeSec))); //沒(méi)有經(jīng)過(guò)時(shí)區(qū)轉(zhuǎn)換的UTC時(shí)間

char ctime(const time_t timep);

將 time_t時(shí)間秒表示的時(shí)間轉(zhuǎn)換為真實(shí)世界的時(shí)間（經(jīng)時(shí)區(qū)轉(zhuǎn)換的UTC時(shí)間），以字符串顯示。

ctime考慮了時(shí)區(qū)，輸入值要求time_t是格林威治時(shí)間，輸出來(lái)的值總是用來(lái)描述當(dāng)?shù)貢r(shí)間。

// 形式：Mon Oct 24 11:41:17 2022
``
## 7. gettimeofday(&tmval,&zone); // for linux 
返回當(dāng)前距離1970年的秒數(shù)和微妙數(shù)，后面的tz是時(shí)區(qū)，一般不用傳NULL。
```c
	struct timezone zone;
    struct timeval tmval;
    gettimeofday(&tmval,&zone); // for linux

double difftime(time_t time1, time_t time2);

返回兩個(gè)時(shí)間秒相差的秒數(shù)。

ctime返回的是靜態(tài)變量地址；更要注意gmtime與localtime返回的靜態(tài)變量地址是同一個(gè)，后調(diào)用的會(huì)覆蓋上次調(diào)用的值；

tm結(jié)構(gòu)存儲(chǔ)值有時(shí)用來(lái)描述格林威治時(shí)間gmtime，有時(shí)用來(lái)描述當(dāng)?shù)貢r(shí)間localtime-當(dāng)前時(shí)區(qū)時(shí)間。

四、 時(shí)間格式化

size_t strftime(char *str, size_t count, const char *format, const struct tm *tm)

函數(shù)原型
#include <time.h>
size_t strftime(char *str, size_t count, const char *format, const struct tm *tm);
參數(shù)說(shuō)明
  str, 表示返回的時(shí)間字符串
  count, 要寫入的字節(jié)的最大數(shù)量
  format, 格式字符串由零個(gè)或多個(gè)轉(zhuǎn)換符和普通字符(除%)
  tm, 輸入時(shí)間
返回值
  如果包含終止的空字符在內(nèi)的結(jié)果字符的總數(shù)不大于count，則函數(shù)strftime返回字符數(shù)，這些字符被放到s指向的數(shù)組中但不包含終止的空字符。否則，函數(shù)返回零，且數(shù)組的內(nèi)容不確定。

一個(gè)常規(guī)用法

	char* format = "%Y-%m-%d %H:%M:%S";
    char strTime[100];
    strftime(strTime, sizeof(strTime), format, tmTime);//2022-10-07 20:46:01

五、計(jì)時(shí)器-時(shí)間段

#include <time.h>
#include <iostream>
using namespace std;
clock_t start = clock();
// do something...
clock_t end   = clock();
cout << "花費(fèi)了" << (double)(end - start) / CLOCKS_PER_SEC << "秒" << endl;

可精確到毫秒

六、chrono

C++ 11 標(biāo)準(zhǔn)庫(kù)引入了chrono庫(kù)。利用該庫(kù)可以做時(shí)間運(yùn)算和換算。

一個(gè)性能統(tǒng)計(jì)用法

#include <chrono>   
using namespace std;
using namespace chrono;
auto start = system_clock::now();
// do something...
auto end   = system_clock::now();
auto duration = duration_cast<microseconds>(end - start);
cout <<  "花費(fèi)了" 
     << double(duration.count()) * microseconds::period::num / microseconds::period::den 
     << "秒" << endl;
//精確到微妙

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