时间编程ctime - C/C++_c++ ctime

C++ 标准库没有提供所谓的日期类型。C++ 继承了 C 语言用于日期和时间操作的结构和函数。为了使用日期和时间相关的函数和结构，需要在 C++ 程序中引用 <ctime>头文件，对应的C语言头文件是<time.h>。

1. 函数与结构体整体概览

1.1. 函数概览

1.2. 数据结构

• 有四个与时间相关的类型：clock_t、time_t、size_t 和tm。
• 类型 clock_t、size_t 和 time_t 能够把系统时间和日期表示为某种整数。

结构类型 tm 把日期和时间以 C 结构的形式保存，tm 结构的定义如下：

struct tm {
   int tm_sec;     /* seconds after the minute - [0,59] */
   int tm_min;     /* minutes after the hour - [0,59] */
   int tm_hour;    /* hours since midnight - [0,23] */
   int tm_mday;    /* day of the month - [1,31] */
   int tm_mon;     /* months since January - [0,11] */
   int tm_year;    /* years since 1900 */
   int tm_wday;    /* days since Sunday - [0,6] */
   int tm_yday;    /* days since January 1 - [0,365] */
   int tm_isdst;   /* daylight savings time flag */
};

【注意】结构体struct tm的年份是从1900年起至今多少年，月份从0开始的，0表示一月，星期也是从0开始的， 0表示星期日，1表示星期一。

2. 基本时间处理函数

这一节主要是针对时间获取和之间格式转换函数进行说明。

2.1 time获取UTC秒数

C 库函数 time_t time(time_t *seconds) 返回自纪元 Epoch（1970-01-01 00:00:00 UTC）起经过的时间，以秒为单位。如果 seconds 不为NULL，则返回值也存储在变量 seconds 中。具体是否使用这个入参根据具体后期代码组合方便确定。

#include <iostream>
#include <ctime> 
 
int main(int argc, char** argv) {	
	time_t nowTime;
	time_t *inputTime = new time_t;
	
	nowTime = time( inputTime );
	
	std::cout << "Return time seconds: " << nowTime << std::endl;
	std::cout << "Input time seconds: " << *inputTime << std::endl;
	
	delete(inputTime);
	return 0;
}
 
Return time seconds: 1651747293
Input time seconds: 1651747293

2.2 time_t数据转换其他格式

数据转换这一块有如下这么几种方式进行：

• ctime：直接针对输入的time_t结构数据转换成函数内部已经规定格式的字符串，如果对输出时间格式没有特定要求，这个函数简单易用。
• gtime：将输入的time_t结构转换成UTC参考标准的tm_t结构，后期针对自己个人需要确定tm_t结果整理。可以按照自己特定需求格式进行数据组织，也可以直接根据自己需要只获取自己需要的变量
• localtime：将输入的time_t时间转换成基于本地时间为参考标准的tm_t结构，后期根据需求进行数据组织

#include <iostream>
#include <stdio.h>
#include <ctime>
 
#define BST (+1)
#define CCT (+8)
 
int main(int argc, char** argv) {
	// 基于当前系统时间
	time_t now = time(NULL); 
	char* dt = ctime(&now); 
	printf("ctime本地时间%s", dt); 
 
 	// 把now转换成tm结构形式的GMT时间
	tm *info  = gmtime(&now);
	printf("gtime本地时间\n");
   	printf("伦敦%2d:%02d\n", (info->tm_hour+BST)%24, info->tm_min);
   	printf("中国%2d:%02d\n", (info->tm_hour+CCT)%24, info->tm_min);
   
   	// 直接转换成当地时间
	tm *localinfo = localtime(&now); 
	printf("localtime本地时间%2d:%02d\n", localinfo->tm_hour, localinfo->tm_min); 
   	
	// tm时间转换成UTC基准时间字符串
	dt = asctime(info);
	std::cout << "UTC ÈÕÆÚºÍʱ¼ä£º"<< dt << std::endl;
	
	// tm时间转换成特定的描述
	time_t convertNow = 0;
	convertNow = mktime(info);
	printf("Time时间%d，mktime时间%d。\n", now, convertNow) ;
 
	return 0;
}

ctime本地时间：Fri May 06 09:47:12 2022
gtime当前的世界时钟：
伦敦： 2:47
中国： 9:47
localtime本地时间： 9:47
UTC 日期和时间：Fri May 06 09:47:12 2022

Time 时间：1651801632，mktime 时间1651801632。 

2.3 tm结构转换其他格式

• asctime：将tm结构的数据转换成函数内部规定的格式的字符串，和ctime类似只是输入数据格式不同
• mktime：将tm结构的数据转换成time_t类型的数据。同时这个函数还会根据输入数据自动调整输入参数tm中的tm_wday和tm_yday数据
• strftime：将tm结构的数据按照函数指定的格式进行字符串格式化，类似于sprintf。

#include <iostream>
#include <stdio.h>
#include <ctime>
 
int main(int argc, char** argv) {
  	time_t rawtime;
  	struct tm * timeinfo;
  	char buffer [80];
 
  	time (&rawtime);
  	timeinfo = localtime (&rawtime);
 
	strftime (buffer,80,"Now it's %I:%M%p.",timeinfo);
 	puts (buffer);
 
	return 0;
}

测试结果：Now it's 09:48AM. 

2.4. clock

返回程序执行起（一般为程序的开头），处理器时钟所使用的时间。为了获取 CPU 所使用的秒数，您需要除以 CLOCKS_PER_SEC。在 32 位系统中，CLOCKS_PER_SEC 等于 1000000，该函数大约每 72 分钟会返回相同的值。

/* clock example: frequency of primes */
#include <stdio.h>      /* printf */
#include <time.h>       /* clock_t, clock, CLOCKS_PER_SEC */
#include <math.h>       /* sqrt */
 
int frequency_of_primes (int n) {
  int i,j;
  int freq=n-1;
  for (i=2; i<=n; ++i) for (j=sqrt(i);j>1;--j) if (i%j==0) {--freq; break;}
  return freq;
}
 
int main ()
{
  clock_t t;
  int f;
  t = clock();
  printf ("Calculating...\n");
  f = frequency_of_primes (99999);
  printf ("The number of primes lower than 100,000 is: %d\n",f);
  t = clock() - t;
  printf ("It took me %d clicks (%f seconds).\n",t,((float)t)/CLOCKS_PER_SEC);
  return 0;
}

测试结果：

Calculating...
The number of primes lower than 100,000 is: 9592
It took me 51 clicks (0.051000 seconds).

2.6. difftime

/* difftime example */
#include <stdio.h>      /* printf */
#include <time.h>       /* time_t, struct tm, difftime, time, mktime */
 
int main ()
{
  time_t now;
  struct tm newyear;
  double seconds;
 
  time(&now);  /* get current time; same as: now = time(NULL)  */
 
  newyear = *localtime(&now);
 
  newyear.tm_hour = 0; newyear.tm_min = 0; newyear.tm_sec = 0;
  newyear.tm_mon = 0;  newyear.tm_mday = 1;
 
  seconds = difftime(now,mktime(&newyear));
 
  printf ("%.f seconds since new year in the current timezone.\n", seconds);
 
  return 0;
}

输出结果：

3777291 seconds since new year in the current timezone.

3. 集成

实际在代码开发过程中，时间戳的产生和获取的时候会通过一个函数来封装特定格式时间，所以时间开发过程中通过特定的集成函数完成。

3.1. 系统当前时间戳获取

#include <process.h>
#include <string>
#include <iostream>
#include <ctime>
 
using namespace std;
 
/*******************************************************************
* C++ 标准库没有提供所谓的日期类型。
* C++ 继承了 C 语言用于日期和时间操作的结构和函数。
* 为了使用日期和时间相关的函数和结构，需要在 C++ 程序中引用 <ctime> 头文件。
 
*******************************************************************/
std::string GetSystemTime()
{
    time_t tt;
    struct tm *t;
    tt = time(0);
    t = localtime(&tt);
    char char_time[50] = {};
    sprintf(char_time, " %04d-%02d-%02d %02d:%02d:%02d", t->tm_year + 1900,
            t->tm_mon + 1, t->tm_mday, t->tm_hour, t->tm_min, t->tm_sec);
    std::string str_system_time = static_cast<std::string>(char_time);
    return str_system_time;
}
 
int main(void)
{
    std::string system_time = GetSystemTime();
    std::cout << "current_system_time :" << system_time;
    system("pause");
    return 0;
}