c/c++中时间函数和随机函数的总结

Posted 2020-10-12

c/c++中时间函数和随机函数的总结

 

*******************C++的随机函数和时间函数************

 

随机函数

 

一、C++中不能使用random()函数

     random函数不是ANSI C标准，不能在gcc,vc等编译器下编译通过。 可改用C++下的rand函数来实现。

     1、C++标准函数库提供一随机数生成器rand，返回0－RAND_MAX之间均匀分布的伪随机整数。 RAND_MAX必须至少为32767。rand()函数不接受参数，默认以1为种子（即起始值）。 随机数生成器总是以相同的种子开始，所以形成的伪随机数列也相同，失去了随机意义。（但这样便于程序调试）

      2、C++中另一函数srand（），可以指定不同的数（无符号整数变元）为种子。但是如果种子相同，伪随机数列也相同。一个办法是让用户输入种子，但是仍然不理想。

     3、 比较理想的是用变化的数，比如时间来作为随机数生成器的种子。 time的值每时每刻都不同。所以种子不同，所以，产生的随机数也不同。

// C++随机函数（VC program）

#include <stdio.h>

#include <iostream>

#include <time.h>

using namespace std;

#define MAX 100

int main(int argc, char* argv[])

{

       srand( (unsigned)time( NULL ) );//srand()函数产生一个以当前时间开始的随机种子.应该放在for等循环语句前面 不然要很长时间等待

for (int i=0;i<10;i++)

cout<<rand()%MAX<<endl;//MAX为最大值，其随机域为0~MAX-1

　　 return 0;

}

 

二、rand()的用法

     rand()不需要参数，它会返回一个从0到最大随机数的任意整数，最大随机数的大小通常是固定的一个大整数。 这样，如果你要产生0~10的10个整数，可以表达为：

int N = rand() % 11;

     这样，N的值就是一个0~10的随机数，如果要产生1~10，则是这样：

int N = 1 + rand() % 11;

总结来说，可以表示为：

a + rand() % n

     其中的a是起始值，n是整数的范围。

　　a + rand() % (b-a+1) 就表示　ａ～ｂ之间的一个随机数

若要0~1的小数，则可以先取得0~10的整数，然后均除以10即可得到随机到十分位的10个随机小数，若要得到随机到百分位的随机小数，则需要先得到0~100的10个整数，然后均除以100，其它情况依

此类推。

     通常rand()产生的随机数在每次运行的时候都是与上一次相同的，这是有意这样设计的，是为了便于程序的调试。若要产生每次不同的随机数，可以使用srand( seed )函数进行随机化，随着seed的不同，就能够产生不同的随机数。

     如大家所说，还可以包含time.h头文件，然后使用srand(time(0))来使用当前时间使随机数发生器随机化，这样就可以保证每两次运行时可以得到不同的随机数序列(只要两次运行的间隔超过1秒)。

 

 

函数名: random

 

?功 能: 随机数发生器

用 法: int random(int num);

程序例:

 

#include <stdlib.h>

#include <stdio.h>

#include <time.h>

 

/* prints a random number in the range 0 to 99 */

int main(void)

{

randomize();

printf("Random number in the 0-99 range: %d\n", random (100));

return 0;

}

 

 

 

函数名: randomize

功 能: 初始化随机数发生器

用 法: void randomize(void);

程序例:

 

 

#include <stdlib.h>

#include <stdio.h>

#include <time.h>

 

int main(void)

{

int i;

 

randomize();

printf("Ten random numbers from 0 to 99\n\n");

for(i=0; i<10; i++)

printf("%d\n", rand() % 100);

return 0;

}

 

 

rand（产生随机数）

相关函数

srand

 

表头文件

#include<stdlib.h>

 

定义函数

int rand(void)

 

函数说明

rand()会返回一随机数值，范围在0至RAND_MAX 间。在调用此函数产生随机数前，必须先利用srand()设好随机数种子，如果未设随机数种子，rand()在调用时会自动设随机数种子为1。关于随机数种子请参考srand()。

 

返回值

返回0至RAND_MAX之间的随机数值，RAND_MAX定义在stdlib.h，其值为2147483647。

 

 

范例

/* 产生介于1 到10 间的随机数值，此范例未设随机数种子，完整的随机数产生请参考

srand（）*/

#include<stdlib.h>

main()

{

int i,j;

for(i=0;i<10;i++)

{

j=1+(int)(10.0*rand()/(RAND_MAX+1.0));

printf("%d ",j);

}

}

 

执行

9 4 8 8 10 2 4 8 3 6

9 4 8 8 10 2 4 8 3 6

 

srand（设置随机数种子）

 

相关函数

 

rand

 

表头文件

#include<stdlib.h>

 

定义函数

void srand (unsigned int seed);

 

函数说明

srand()用来设置rand()产生随机数时的随机数种子。参数seed必须是个整数，通常可以利用geypid()或time(0)的返回值来当做seed。如果每次seed都设相同值，rand()所产生的随机数值每次就会一样。

 

返回值 返回0至RAND_MAX之间的随机数值，RAND_MAX定义在stdlib.h，其值为2147483647。 范例 /* 产生介于1 到10 间的随机数值，此范例未设随机数种子，完整的随机数产生请参考 srand（）*/ #include<stdlib.h> main() { int i,j; for(i=0;i<10;i++) { j=1+(int)(10.0*rand()/(RAND_MAX+1.0)); printf("%d ",j); } }

 

 

 

返回值

 

范例

/* 产生介于1 到10 间的随机数值，此范例与执行结果可与rand（）参照*/

#include<time.h>

#include<stdlib.h>

main()

{

int i,j;

srand((int)time(0));

for(i=0;i<10;i++)

{

j=1+(int)(10.0*rand()/(RAND_MAX+1.0));

printf(" %d ",j);

}

}

 

执行

5 8 8 8 10 2 10 8 9 9

2 9 7 4 10 3 2 10 8 7

 

 

 

 

在指定的两个数之间产生随机数

 

#include <stdio.h>

#include <stdlib.h>

#include <time.h>

 

//返回a和b之间的随机数,用时间做种子

int rand_between_a_b(int a,int b)

{

     int c ,re,temp;

     time_t t;

    

     if(a < b)

     {

           temp = a;

           a = b;

           b = temp;

     }

 

   c = a - b;

 

     srand((unsigned) time(&t)); //使用时间做种子数

 

      re = b + (rand() % c);

    

     return re;

}

 

int main()

{

    int re;

     

     re = rand_between_a_b(35,98);

   

    printf("%d\n",re);

     getch();

    return 0;

}

 

注：

srand()配置随机数种子。

srand((unsigned)time(NULL));产生伪随机数数列

rand()产生随机数

 

C库里的Rand函数用的是伪随机数生成算法，你不种一个新种子进去，生成的随机数序列都是一样的。

 

伪随机的意思就是不随机，种子相同的情况下，等次数地获得的“随机”结果都是一样的(函数嘛...)

为了让他真随机，就得找个现成的随机量作初值

一般选时间作为srand的参数，也就是seed

 

 

 

时间函数

 

一、获取日历时间

time_t是定义在time.h中的一个类型，表示一个日历时间，也就是从1970年1月1日0时0分0秒到此时的秒数，原型是：

 typedef long time_t;        /* time value */

可以看出time_t其实是一个长整型，由于长整型能表示的数值有限，因此它能表示的最迟时间是2038年1月18日19时14分07秒。

 

函数time可以获取当前日历时间时间，time的定义：

 time_t time(time_t *)

 

#include <iostream>

#include <time.h>

using namespace std;

int main(void)

{

 time_t nowtime;

 nowtime = time(NULL); //获取当前时间

 cout << nowtime << endl;

 

 return 0;

}

 

输出结果:1268575163

 

 

二、获取本地时间

time_t只是一个长整型，不符合我们的使用习惯，需要转换成本地时间，就要用到tm结构，time.h中结构tm的原型是：

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 */

       };

 

 

可以看出，这个机构定义了年、月、日、时、分、秒、星期、当年中的某一天、夏令时。可以用这个结构很方便的显示时间。

 

用localtime获取当前系统时间，该函数将一个time_t时间转换成tm结构表示的时间，函数原型：

 struct tm * localtime(const time_t *)

使用gmtime函数获取格林尼治时间，函数原型：

 struct tm * gmtime(const time_t *)

 

 

 

为了方便显示时间，定义了一个函数void dsptime(const struct tm *);

 

#include <iostream>

#include <time.h>

using namespace std;

void dsptime(const struct tm *); //输出时间。

 

int main(void)

{

 time_t nowtime;

 nowtime = time(NULL); //获取日历时间

 cout << nowtime << endl;  //输出nowtime

 

 struct tm *local,*gm;

 local=localtime(&nowtime);  //获取当前系统时间

 dsptime(local);

 gm=gmtime(&nowtime);  //获取格林尼治时间

 dsptime(gm);

 

 return 0;

}

void dsptime(const struct tm * ptm)

{

 char *pxq[]={"日","一","二","三","四","五","六"};

 cout << ptm->tm_year+1900 << "年" << ptm->tm_mon+1 << "月" << ptm->tm_mday << "日 " ;

 cout << ptm->tm_hour << ":" << ptm->tm_min << ":" << ptm->tm_sec <<" " ;

 cout << " 星期" <<pxq[ptm->tm_wday] << " 当年的第" << ptm->tm_yday << "天 " << endl;

}

 

输出结果：

1268575163

2010年3月14日 21:59:23  星期日 当年的第72天

2010年3月14日 13:59:23  星期日 当年的第72天

 

 

 

三、输出时间

C/C++语言提供了用字符串格式表示时间的函数。

char * asctime(const struct tm *)

char * ctime(const time_t *)

这两个函数返回值都是一个表示时间的字符串，区别在于传入的参数不同。

 

#include <iostream>

#include <time.h>

using namespace std;

int main(void)

{

 time_t nowtime;

 nowtime = time(NULL); //获取日历时间

 cout << nowtime << endl;  //输出nowtime

 

 struct tm *local;

 local=localtime(&nowtime);  //获取当前系统时间

 

 cout << asctime(local) ;

 cout << ctime(&nowtime) ;

 return 0;

}

 

输出结果:

1268575163

Sun Mar 14 13:59:23 2010

Sun Mar 14 21:59:23 2010

 

 

 

四、计算时间间隔

可以通过difftime来计算两个时间的间隔，可以精确到秒，函数原型：

 double difftime(time_t, time_t)

要想精确到毫秒，就要使用clock函数了，函数原型：

 clock_t clock(void)

从定义可以看出clock返回一个clock_t类型，这个类型也定义在time.h中，原型是：

 typedef long clock_t

clock_t也是一个长整型，表示的是从程序开始运行到执行clock函数时所经过的cpu时钟计时单元数。

 

输出结果:

请按任意键继续. . .

时间差：3

Clock时间差：3094

 

 

 

在time.h中定义了一个CLOCKS_PER_SEC

 /* Clock ticks macro - ANSI version */

 #define CLOCKS_PER_SEC  1000

表示1秒钟内有多少个时钟计时单元，在标准C/C++中，最小的计时单位是1毫秒。

 

 

五、自定义时间格式

C/C++在time.h中提供了一个自定义时间格式的函数strftime，函数原型：

 size_t strftime(char *strDest, size_t maxsize, const char *format, const struct tm *timeptr);

参数说明：

 char *strDest：用来存放格式化后的字符串缓存，

 size_t maxsize：指定最多可以输出的字符数，

 const char *format：格式化字符串，

 const struct tm *timeptr：要转换的时间。

 

 

 

可使用的格式化字符串：

%a 星期几的简写

%A 星期几的全称

%b 月分的简写

%B 月份的全称

%c 标准的日期的时间串

%C 年份的后两位数字

%d 十进制表示的每月的第几天

%D 月/天/年

%e 在两字符域中，十进制表示的每月的第几天

%F 年-月-日

%g 年份的后两位数字，使用基于周的年

%G 年分，使用基于周的年

%h 简写的月份名

%H 24小时制的小时

%I 12小时制的小时

%j 十进制表示的每年的第几天

%m 十进制表示的月份

%M 十时制表示的分钟数

%n 新行符

%p 本地的AM或PM的等价显示

%r 12小时的时间

%R 显示小时和分钟：hh:mm

%S 十进制的秒数

%t 水平制表符

%T 显示时分秒：hh:mm:ss

%u 每周的第几天，星期一为第一天 （值从0到6，星期一为0）

%U 第年的第几周，把星期日做为第一天（值从0到53）

%V 每年的第几周，使用基于周的年

%w 十进制表示的星期几（值从0到6，星期天为0）

%W 每年的第几周，把星期一做为第一天（值从0到53）

%x 标准的日期串

%X 标准的时间串

%y 不带世纪的十进制年份（值从0到99）

%Y 带世纪部分的十进制年份

%z，%Z 时区名称，如果不能得到时区名称则返回空字符。

%% 百分号

 

#include <iostream>

#include <time.h>

using namespace std;

 

int main(void)

{

 time_t nowtime;

 nowtime = time(NULL); //获取日历时间

 cout << nowtime << endl;  //输出nowtime

 

 struct tm *local;

 local=localtime(&nowtime);  //获取当前系统时间

 

 char buf[80];

 strftime(buf,80,"格式化输出：%Y-%m-%d %H:%M:%S",local);

 cout << buf << endl;

 

 return 0;

}

 

输出结果：
1268575163
格式化输出：2010-03-14 21:59:23

 

 

***********C语言的时间函数************

Linux下c语言编程的时间函数详解默认分类 2010-03-12 10:41:35 阅读448

 

/******************

* Linux时间函数    *

******************/

asctime（将时间和日期以字符串格式表示）; ===>传入UTC(struct tm)tmp，返回char*。

ctime（将时间和日期以字符串格式表示）; ===>传入(time_t)arg，返回char*。

gettimeofday（取得目前的时间）; ===>传入(time_t)arg，返回tv，tz结构体传入时间，时区信息。

gmtime（取得目前时间和日期）; ===>传入(time_t)arg，返回UTC(struct tm)tmp。

localtime（取得当地目前时间和日期）; ===>传入time_t，返回当地(struct tm)tmp。

mktime（将时间结构数据转换成经过的秒数）; ===>把(struct tm)tmp转换为UTC(time_t)arg。

settimeofday（设置目前时间）; ===>通过tv，tz结构体传入时间，时区信息。

time（取得目前的时间）; ===>非空参数（或返回值）接收(time_t)arg。

 

×××注1：char*是字符串时间格式。如：Sat Oct 28 02:10:06 2000。

×××注2：time_t是time()的返回值类型，(time_t)arg指从1970年到所指时间的秒数。

×××注3：struct tm为真实世界的表示时间方式，(struct tm)tmp是指向tm的时间。

×××注4：UTC,指标准时间。简单的想，就是0时区的时间标准。

 

以下是各个函数的详解：

_______________________________________________________________________________       

asctime（将时间和日期以字符串格式表示）

相关函数   time，ctime，gmtime，localtime

表头文件   #include<time.h>

定义函数   char * asctime(const struct tm * timeptr);

函数说明   asctime()将参数timeptr所指的tm结构中的信息转换成真实世界所使用的时间日期表示方法，然后将结果以字符串形态返回。此函数已经由时区转换成当地时间，字符串格式为:“Wed Jun 30 21:49:08 1993\n”

返回值     若再调用相关的时间日期函数，此字符串可能会被破坏。此函数与ctime不同处在于传入的参数是不同的结构。

附加说明   返回一字符串表示目前当地的时间日期。

范例

#include <time.h>

int main()

{

time_t timep;

time (&timep);

printf(“%s”,asctime(gmtime(&timep)));

return 0;

}

执行

Sat Oct 28 02:10:06 2000

##############################################################################　

 

_______________________________________________________________________________       

ctime（将时间和日期以字符串格式表示）

相关函数   time，asctime，gmtime，localtime

表头文件   #include<time.h>

定义函数   char *ctime(const time_t *timep);

函数说明   ctime() 将参数timep所指的time_t结构中的信息转换成真实世界所使用的时间日期表示方法，然后将结果以字符串形态返回。此函数已经由时区转换成当地时间，字符串格式为“Wed Jun 30 21 :49 :08 1993\n”。若再调用相关的时间日期函数，此字符串可能会被破坏。

返回值     返回一字符串表示目前当地的时间日期。

范例

#include<time.h>

int main(){

time_t timep;

time (&timep);

printf(“%s”,ctime(&timep));

return 0;

}

执行

Sat Oct 28 10 : 12 : 05 2000

##############################################################################

 

_______________________________________________________________________________        

gettimeofday（取得目前的时间）

相关函数   time，ctime，ftime，settimeofday

表头文件   #include <sys/time.h>

& #include <unistd.h>

定义函数   int gettimeofday ( struct timeval * tv , struct timezone * tz )

函数说明   gettimeofday()会把目前的时间有tv所指的结构返回，当地时区的信息则放到tz所指的结构中。

timeval 结构定义为:

struct timeval{

long tv_sec; /*秒*/

long tv_usec; /*微秒*/

};

timezone 结构定义为:

struct timezone{

int tz_minuteswest; /*和Greenwich 时间差了多少分钟*/

int tz_dsttime; /*日光节约时间的状态*/

};

上述两个结构都定义在/usr/include/sys/time.h。tz_dsttime 所代表的状态如下

DST_NONE /*不使用*/

DST_USA /*美国*/

DST_AUST /*澳洲*/

DST_WET /*西欧*/

DST_MET /*中欧*/

DST_EET /*东欧*/

DST_CAN /*加拿大*/

DST_GB /*大不列颠*/

DST_RUM /*罗马尼亚*/

DST_TUR /*土耳其*/

DST_AUSTALT /*澳洲（1986年以后）*/

返回值     成功则返回0，失败返回－1，错误代码存于errno。附加说明EFAULT指针tv和tz所指的内存空间超出存取权限。

范例

#include<sys/time.h>

#include<unistd.h>

int main(){

struct timeval tv;

struct timezone tz;

gettimeofday (&tv , &tz);

printf(“tv_sec; %d\n”, tv,.tv_sec) ;

printf(“tv_usec; %d\n”,tv.tv_usec);

printf(“tz_minuteswest; %d\n”, tz.tz_minuteswest);

printf(“tz_dsttime, %d\n”,tz.tz_dsttime);

return 0;

}

执行

tv_sec: 974857339

tv_usec:136996

tz_minuteswest:-540

tz_dsttime:0

##############################################################################

 

_______________________________________________________________________________       

gmtime（取得目前时间和日期）

相关函数   time,asctime,ctime,localtime

表头文件   #include<time.h>

定义函数   struct tm*gmtime(const time_t*timep);

函数说明   gmtime()将参数timep 所指的time_t 结构中的信息转换成真实世界所使用的时间日期表示方法，然后将结果由结构tm返回。

结构tm的定义为

struct tm {

int tm_sec;

int tm_min;

int tm_hour;

int tm_mday;

int tm_mon;

int tm_year;

int tm_wday;

int tm_yday;

int tm_isdst;

};

int tm_sec 代表目前秒数，正常范围为0-59，但允许至61秒

int tm_min 代表目前分数，范围0-59

int tm_hour 从午夜算起的时数，范围为0-23

int tm_mday 目前月份的日数，范围01-31

int tm_mon 代表目前月份，从一月算起，范围从0-11

int tm_year 从1900 年算起至今的年数

int tm_wday 一星期的日数，从星期一算起，范围为0-6

int tm_yday 从今年1月1日算起至今的天数，范围为0-365

int tm_isdst 日光节约时间的旗标

此函数返回的时间日期未经时区转换，而是UTC时间。

返回值     返回结构tm代表目前UTC 时间

范例        #include <time.h>

int main(){

char *wday[]={"Sun","Mon","Tue","Wed","Thu","Fri","Sat"};

time_t timep;

struct tm *p;

time(&timep);

p=gmtime(&timep);

printf(“%d%d%d”,(1900+p->tm_year), (1+p->tm_mon),p->tm_mday);

printf(“%s%d;%d;%d\n”, wday[p->tm_wday], p->tm_hour, p->tm_min, p->tm_sec);

return 0;

}

执行

2000/10/28 Sat 8:15:38

##############################################################################

 

_______________________________________________________________________________       

localtime（取得当地目前时间和日期）

相关函数   time, asctime, ctime, gmtime

表头文件   #include<time.h>

定义函数   struct tm *localtime(const time_t * timep);

函数说明   localtime()将参数timep所指的time_t结构中的信息转换成真实世界所使用的时间日期表示方法，然后将结果由结构tm返回。结构tm的定义请参考gmtime()。此函数返回的时间日期已经转换成当地时区。

返回值     返回结构tm代表目前的当地时间。

范例

#include<time.h>

int main(){

char *wday[]={“Sun”,”Mon”,”Tue”,”Wed”,”Thu”,”Fri”,”Sat”};

time_t timep;

struct tm *p;

time(&timep);

p=localtime(&timep); /*取得当地时间*/

printf (“%d%d%d ”, (1900+p->tm_year),( l+p->tm_mon), p->tm_mday);

printf(“%s%d:%d:%d\n”, wday[p->tm_wday],p->tm_hour, p->tm_min, p->tm_sec);

return 0;

}

执行

2000/10/28 Sat 11:12:22

##############################################################################

 

_______________________________________________________________________________       

mktime（将时间结构数据转换成经过的秒数）

相关函数   time，asctime，gmtime，localtime

表头文件   #include<time.h>

定义函数   time_t mktime(strcut tm * timeptr);

函数说明   mktime()用来将参数timeptr所指的tm结构数据转换成从公元1970年1月1日0时0分0 秒算起至今的UTC时间所经过的秒数。

返回值     返回经过的秒数。

范例

/* 用time()取得时间（秒数），利用localtime()

转换成struct tm 再利用mktine（）将struct tm转换成原来的秒数*/

#include<time.h>

int main(){

time_t timep;

strcut tm *p;

time(&timep);

printf(“time() : %d \n”,timep);

p=localtime(&timep);

timep = mktime(p);

printf(“time()->localtime()->mktime():%d\n”,timep);

return 0;

}

执行

time():974943297

time()->localtime()->mktime():974943297

##############################################################################

 

_______________________________________________________________________________       

settimeofday（设置目前时间）

相关函数   time，ctime，ftime，gettimeofday

表头文件   #include<sys/time.h>

&  #include<unistd.h>

定义函数   int settimeofday ( const struct timeval *tv,const struct timezone *tz);

函数说明   settimeofday()会把目前时间设成由tv所指的结构信息，当地时区信息则设成tz所指的结构。详细的说明请参考gettimeofday()。注意，只有root权限才能使用此函数修改时间。

返回值     成功则返回0，失败返回－1，错误代码存于errno。

错误代码        EPERM 并非由root权限调用settimeofday（），权限不够。

EINVAL 时区或某个数据是不正确的，无法正确设置时间。

##############################################################################

 

_______________________________________________________________________________               

time（取得目前的时间）

相关函数   ctime，ftime，gettimeofday

表头文件   #include<time.h>

定义函数   time_t time(time_t *t);

函数说明   此函数会返回从公元1970年1月1日的UTC时间从0时0分0秒算起到现在所经过的秒数。如果t 并非空指针的话，此函数也会将返回值存到t指针所指的内存。

返回值     成功则返回秒数，失败则返回((time_t)-1)值，错误原因存于errno中。

范例

#include<time.h>

int mian(){

int seconds= time((time_t*)NULL);

printf(“%d\n”,seconds);

return 0;

}

执行

9.73E+08

##############################################################################