c++中的时间处理

Posted 2021-04-03 cpp有效编程

参考资料

cpp官方文档：https://en.cppreference.com/w/cpp/chrono

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时间处理往往有以下几种

1、获取时间戳
2、获取当天的时间，年月日时分秒
3、时间的运算，譬如：向前推移1小时2分钟3秒
4、时间差，譬如：用户计算程序的运行时间

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c++11之前/纯c系统调用的使用方式

1. 获取时间戳

   #include <time.h>
   #include <stdio.h>
   
   int main()
   {
   	time_t t = time(NULL);
   	printf("time stamp : %lld\n", t);
   }
   

2. 获取时间

   #include <time.h>
   #include <stdio.h>
   
   int main()
   {
       time_t t = time(NULL);
       printf("time stamp : %lld\n", t); 
       tm* tm_ = localtime(&t);
   
       int year = tm_->tm_year + 1900;  // 年，tm结构体存储的是从1900年开始的时间，所以tm_year加上1900
       int month = tm_->tm_mon + 1;     // 月，tm结构体的月份存储范围为0-11，所以为tm_mon加上1
       int day = tm_->tm_mday;          // 日
       int hour = tm_->tm_hour;         // 时
       int minute = tm_->tm_min;        // 分
       int second = tm_->tm_sec;  
   
       printf("year: %d, month: %d, day: %d, hour: %d, minute: %d, second: %d\n",
           year, month, day, hour, minute, second);
   }
   

1. 从上面的时间戳中转为tm结构

3. time和tz之间的转换

   time_t t_ = mktime(&tm_);
   

4. 获取毫/微秒级的时间
   系统函数time只能获取秒级的精度。如果想获取毫/微秒级的精度，那么需要其他的技巧。linux下面可以直接使用gettimeofday。

   #include <sys/time.h>
   #include <stdio.h>
   
   int main()
   {
       struct timeval curTime;
       gettimeofday(&curTime, NULL);
       printf("sec: %d, usec: %d\n", curTime.tv_sec, curTime.tv_usec);
   }
   

   在windows下面并么有gettimeofday的系统函数，可以通过封装一个实现了跨平台。

   #include <time.h>
   #if (defined(WIN32) || defined(_WIN32) || defined(_WIN64) || defined(_MSC_VER)) 
   #include <windows.h>
   #else
   #include <sys/time.h>
   #endif
   #if (defined(WIN32) || defined(_WIN32) || defined(_WIN64) || defined(_MSC_VER)) 
   int gettimeofday(struct timeval *tp, void *tzp)
   {
     time_t clock;
     struct tm tm;
     SYSTEMTIME wtm;
     GetLocalTime(&wtm);
     tm.tm_year   = wtm.wYear - 1900;
     tm.tm_mon   = wtm.wMonth - 1;
     tm.tm_mday   = wtm.wDay;
     tm.tm_hour   = wtm.wHour;
     tm.tm_min   = wtm.wMinute;
     tm.tm_sec   = wtm.wSecond;
     tm. tm_isdst  = -1;
     clock = mktime(&tm);
     tp->tv_sec = (long)clock;
     tp->tv_usec = wtm.wMilliseconds * 1000;
     return (0);
   }
   #endif
   

c++11 中的时间处理

c++11中时间的处理，放在一个 头文件中。支持多跨平台的使用。
主要涉及的类和函数

• 涉及的类

  system_clock（主要关注）, steady_clock, high_resolution_clock
  time_point
  duration
  seconds等时间的表示类
  

• 涉及的函数

  system_clock::now()  //获取当时的时间，返回类型为time_point
  duration_cast()      //主要是获取的时间进行转换，譬如：转换为秒。涉及到ratio,ratio实际上是一个分子和分母，duration_cast通过这种类型在编译期间进行运算。
  //std::chrono::minutes	duration</*signed integer type of at least 29 bits*/, std::ratio<60>> =>第二个参数默认是1，所以这个是60/1=60
  

1. 如何获取当前的时间

   #include <chrono>
   #include <iostream>
   using namespace std;
   
   int main()
   {
       // 获取当天的时间
       auto curTimePoint = chrono::system_clock::now();
       // 获取当前的时间戳
       cout << curTimePoint.time_since_epoch().count() << endl;
       auto d1 = chrono::seconds(10);
       // 把当前时间向后推10秒钟
       auto time2 = curTimePoint + d1;
       cout << time2.time_since_epoch().count() << endl;
       // 转为经过的小时
       cout << chrono::duration_cast<chrono::hours>(time2.time_since_epoch()).count() << endl;
   
       //转为time_t的结构
       time_t t = chrono::system_clock::to_time_t(time2);
       cout << t << endl;
   }
   

其他获取时间的方式

资料参考2020年cpp峰会资料

函数	精度（微秒）	耗时（时钟周期）	备注
clock	1	~1800	发生系统调用
gettimeofday	1	~69	不发生系统调用
clock_gettime	0.0265(38)	~67	不发生系统调用
std::chrono::system_clock	0.0274(38)	~68	c++11标准，建议使用
std::chrono::steady_clock	0.0272(28)	~68	c++11标准，建议使用
std::chrono::high_resolution_clock	0.0275(20)	~69	c++11标准，建议使用
rdtsc	0.00965(48)	~24	直接读寄存器的值，最快

有效的建议

1. 如果是c++11或以上,尽量使用chrono相关的应用

2. 如果要求精度特别高，使用rdtsc

3. 如果是纯c语言获取时间戳time。如果要获取到精度比较高的。使用gettimeofday