大家平時工作,如果有計算函數(shù)耗時或者打印當(dāng)前時間的需求,一定要來看看這篇文章!
首先介紹下C++標(biāo)準(zhǔn)中的chrono庫
chrono是一個關(guān)于時間的庫,起源于boost,現(xiàn)在是C++的標(biāo)準(zhǔn),話說現(xiàn)在的C++標(biāo)準(zhǔn)好多都是源于boost,要進標(biāo)準(zhǔn)的特性似乎都會先在boost試驗一番。
首先看一下使用chrono簡單計時的示例代碼:
void func() { // 計時
std::chrono::time_point<std::chrono::high_resolution_clock> begin = high_resolution_clock::now();
std::this_thread::sleep_for(std::chrono::milliseconds(20));
auto end = high_resolution_clock::now();
cout << "time " << duration_cast
(end - begin).count() << endl; }
chrono中有三個概念duration、time_point、clock
duration:表示一段時間,三分鐘、三秒等,它的定義如下:
template <class _Rep, class _Period = ratio<1>> class duration;
ratio的定義如下:
template <intmax_t N, intmax_t D = 1> class ratio;
Rep表示數(shù)據(jù)類型,int,long等,Period表示時間單位,N是分子,D是分母,直接看例子吧:
using atto = ratio<1, 1000000000000000000LL>;
using femto = ratio<1, 1000000000000000LL>;
using pico = ratio<1, 1000000000000LL>;
using nano = ratio<1, 1000000000>;
using micro = ratio<1, 1000000>;
using milli = ratio<1, 1000>;
using centi = ratio<1, 100>;
using deci = ratio<1, 10>;
using deca = ratio<10, 1>;
using hecto = ratio<100, 1>;
using kilo = ratio<1000, 1>;
using mega = ratio<1000000, 1>;
using giga = ratio<1000000000, 1>;
using tera = ratio<1000000000000LL, 1>;
using peta = ratio<1000000000000000LL, 1>;
using exa = ratio<1000000000000000000LL, 1>;
using nanoseconds = duration<long long, nano>;
using microseconds = duration<long long, micro>;
using milliseconds = duration<long long, milli>;
using seconds = duration<long long>;
using minutes = duration<int, ratio<60>>;
using hours = duration<int, ratio<3600>>;
using hours2 = duration<int, ratio<3600, 1>>;
using hours2 = duration<int, ratio<7200, 2>>;
詳細看完上述例子您也明白了,ratio的默認的時間單位是1秒,以小時為例,一小時等于3600秒,3600 / 1 == 7200 / 2 == 3600,所以hours == hours2 == hours3。
標(biāo)準(zhǔn)庫還提供了duration_cast用于轉(zhuǎn)換各種duration。
template <class _To, class _Rep, class _Period, enable_if_t<_Is_duration_v<_To>, int> = 0>
constexpr _To duration_cast(const duration<_Rep, _Period>&) noexcept(
is_arithmetic_v<_Rep>&& is_arithmetic_v
);
template <class _Ty>
_INLINE_VAR constexpr bool _Is_duration_v = _Is_specialization_v<_Ty, duration>;
template <class _Ty>
_INLINE_VAR constexpr bool is_arithmetic_v = // determine whether _Ty is an arithmetic type
is_integral_v<_Ty> || is_floating_point_v<_Ty>;
函數(shù)看著很繁瑣,直接看看示例代碼吧:
void func() {
auto sec = std::chrono::seconds(10);
auto mill = std::chrono::duration_cast<std::chrono::milliseconds>(sec);
cout << sec.count() << endl; // 返回多少s
cout << mill.count() << endl; // 返回多少ms
}
輸出:
10
10000
time_point:用來表示某個具體時間點。
定義如下:
template <class _Clock, class _Duration = typename _Clock::duration>
class time_point;
使用方式如下:
void func() {
std::chrono::time_point<std::chrono::system_clock, std::chrono::milliseconds> tp(std::chrono::seconds(12));
cout << tp.time_since_epoch().count() << endl;
std::time_t t = system_clock::to_time_t(tp);
cout << "time " << ctime(&t) << endl;
}
輸出:
12000
time Thu Jan 1 08:00:12 1970
這里有個函數(shù)time_since_epoch(),表示這個time_point距離元年也就是1970年1月1日所經(jīng)過的duration。
time_point也有各種表示方式,類似于duration,也提供了轉(zhuǎn)換函數(shù)time_point_cast()。
void func() {
time_point
tp(seconds(12)); cout << tp.time_since_epoch().count() << endl;
time_point
tp2 = time_point_cast (tp); cout << tp2.time_since_epoch().count() << endl;
}
輸出:
12000
12
Clocks:
這里的時鐘大體有三種:
system_clock
steady_clock
high_resolution_clock
system_clock表示當(dāng)前的系統(tǒng)時鐘,有三個函數(shù):
now():表示當(dāng)前時間的time_point
to_time_t():將time_point轉(zhuǎn)換成time_t秒
from_time_t():將time_t轉(zhuǎn)換成time_point
源碼如下:
struct system_clock { // wraps GetSystemTimePreciseAsFileTime/GetSystemTimeAsFileTime
using rep = long long;
using period = ratio_multiply
1 >, nano>;
using duration = chrono::duration
; using time_point = chrono::time_point
; static constexpr bool is_steady = false;
_NODISCARD static time_point now() noexcept { // get current time
return time_point(duration(_Xtime_get_ticks()));
}
_NODISCARD static __time64_t to_time_t(const time_point& _Time) noexcept { // convert to __time64_t
return static_cast<__time64_t>(_Time.time_since_epoch().count() / _XTIME_TICKS_PER_TIME_T);
}
_NODISCARD static time_point from_time_t(__time64_t _Tm) noexcept { // convert from __time64_t
return time_point(duration(_Tm * _XTIME_TICKS_PER_TIME_T));
}
};
steady_clock表示穩(wěn)定的時鐘,它只有一個函數(shù),就是now(),后一次調(diào)用now()肯定比上一次調(diào)用now()的返回值大,不受系統(tǒng)時間修改的影響。
源碼如下:
struct steady_clock { // wraps QueryPerformanceCounter
using rep = long long;
using period = nano;
using duration = nanoseconds;
using time_point = chrono::time_point
; static constexpr bool is_steady = true;
_NODISCARD static time_point now() noexcept { // get current time
const long long _Freq = _Query_perf_frequency(); // doesn't change after system boot
const long long _Ctr = _Query_perf_counter();
static_assert(period::num == 1, "This assumes period::num == 1.");
const long long _Whole = (_Ctr / _Freq) * period::den;
const long long _Part = (_Ctr % _Freq) * period::den / _Freq;
return time_point(duration(_Whole + _Part));
}
};
使用方式和之前的都相同:
void func() { // 計時
std::chrono::time_point<std::chrono::steady_clock> begin = steady_clock::now();
std::this_thread::sleep_for(std::chrono::milliseconds(20));
auto end = steady_clock::now();
cout << "time " << duration_cast
(end - begin).count() << endl; }
high_resolution_clock表示高精度時鐘,是系統(tǒng)可用的最高精度的時鐘,它其實就是system_clock或者steady_clock的別名:
using high_resolution_clock = steady_clock;
介紹完了C++的chrono那下面再看下C語言的各種時間相關(guān)的API吧:
首先可以通過C語言的clock拿到程序執(zhí)行時處理器所使用的時鐘數(shù)來計時:
clock_t clock(void);
該函數(shù)返回程序執(zhí)行起(一般為程序的開頭),處理器時鐘所使用的時間。也獲取 CPU 所使用的秒數(shù),除以 CLOCKS_PER_SEC即可,返回的clock_t其實就是long類型的重命名。
使用方式如下:
void func() {
clock_t start_t = clock();
cout << start_t << " 個時鐘 \n";
for (int i = 0; i < 100000000; i++) {
}
clock_t end_t = clock();
cout << end_t << " 個時鐘 \n";
cout << "循環(huán)的秒數(shù):" << (double)(end_t - start_t) / CLOCKS_PER_SEC << endl;
}
如何獲取當(dāng)前時間戳,單位為秒
void func() { // 獲取當(dāng)前時間戳,單位為秒
struct timeval time;
gettimeofday(&time, NULL);
cout << time.tv_sec << " s \n";
}
也可以使用time函數(shù):
time_t time(time_t *time);
該函數(shù)返回系統(tǒng)的當(dāng)前日歷時間,返回的是自1970年1月1日以來所經(jīng)過的秒數(shù)。
time_t其實就是一個整數(shù)類型,是int64_t的重命名,該函數(shù)直接使用返回值就好,參數(shù)一般傳空即可。
timer 存取結(jié)果的時間指針變量,類型為time_t,指針變量可以為null。
如果timer指針非null,則time()函數(shù)返回值變量與timer指針一樣,都指向同一個內(nèi)存地址;
否則如果timer指針為null,則time()函數(shù)返回一個time_t變量時間。
void func() { // 獲取當(dāng)前時間戳,單位為秒
time_t now = time(NULL);
cout << static_cast<int64_t>(now) << " s \n";
}
如何獲取當(dāng)前時間戳?單位為毫秒
void func() { // 獲取當(dāng)前時間戳,單位為毫秒
struct timeval time;
gettimeofday(&time, NULL);
cout << time.tv_sec * 1000 + time.tv_usec / 1000 << " ms \n";
}
如何顯示當(dāng)前的系統(tǒng)時間呢?可以使用ctime顯示當(dāng)前時間:
char* ctime(const time_t* time);
該函數(shù)返回一個表示當(dāng)?shù)貢r間的字符串指針,輸出內(nèi)容格式如下:
day month year hours:minutes:seconds year\n\0。
示例代碼如下:
void func() {
time_t now = time(NULL);
char* dt = ctime(&now);
cout << "cur time is: " << dt;
}
輸出:
Tue Sep 22 22:01:40 2020
可以使用tm結(jié)構(gòu)自定義顯示當(dāng)前時間的格式:
struct tm * localtime(const time_t * timer);
將日歷時間轉(zhuǎn)換為本地時間,從1970年起始的時間戳轉(zhuǎn)換為1900年起始的時間數(shù)據(jù)結(jié)構(gòu)
另一個類似的函數(shù)是gmtime函數(shù):
struct tm *gmtime(const time_t *time);
只是該函數(shù)返回的是UTC時間,協(xié)調(diào)世界時(UTC)也被稱為格林尼治標(biāo)準(zhǔn)時間(GMT)。
tm結(jié)構(gòu)如下:
struct tm {
int tm_sec; // 秒,正常范圍從 0 到 59,但允許至 61
int tm_min; // 分,范圍從 0 到 59
int tm_hour; // 小時,范圍從 0 到 23
int tm_mday; // 一月中的第幾天,范圍從 1 到 31
int tm_mon; // 月,范圍從 0 到 11
int tm_year; // 自 1900 年起的年數(shù)
int tm_wday; // 一周中的第幾天,范圍從 0 到 6,從星期日算起
int tm_yday; // 一年中的第幾天,范圍從 0 到 365,從 1 月 1 日算起
int tm_isdst; // 夏令時
};
tm_sec 在C89的范圍是[0-61],在C99更正為[0-60]。通常范圍是[0-59],貌似有些系統(tǒng)會出現(xiàn)60秒的跳躍。
tm_mon 是從零開始的,所以一月份為0,十二月份為11。
tm_year是從1900年開始計算,所以顯示年份的時候需要加上1900
void func() {
time_t rawtime = time(NULL);
struct tm* ptminfo = localtime(&rawtime);
printf("cur time is: %02d-%02d-%02d %02d:%02d:%02d\n", ptminfo->tm_year + 1900, ptminfo->tm_mon + 1,
ptminfo->tm_mday, ptminfo->tm_hour, ptminfo->tm_min, ptminfo->tm_sec);
ptminfo = gmtime(&rawtime);
printf("cur time is: %02d-%02d-%02d %02d:%02d:%02d\n", ptminfo->tm_year + 1900, ptminfo->tm_mon + 1,
ptminfo->tm_mday, ptminfo->tm_hour, ptminfo->tm_min, ptminfo->tm_sec);
}
輸出:
cur time is: 2020-09-23 21:27:37
cur time is: 2020-09-23 13:27:37
可以通過asctime顯示tm結(jié)構(gòu)的時間:
char * asctime ( const struct tm * time );
和ctime類似,返回的都是一個固定時間格式的字符串,只是傳入的參數(shù)不同。
void func() {
time_t rawtime = time(NULL);
struct tm* info1 = localtime(&rawtime);
cout << "正常 日期和時間:" << asctime(info1) << endl;
info1 = gmtime(&rawtime);
cout << "UTC 日期和時間:" << asctime(info1) << endl;
}
輸出:
正常 日期和時間:Wed Sep 23 21:47:44 2020
UTC 日期和時間:Wed Sep 23 13:47:44 2020
也可以使用strftime()函數(shù),該函數(shù)可用于格式化日期和時間為指定的格式,如果產(chǎn)生的 C 字符串小于 size 個字符(包括空結(jié)束字符),則會返回復(fù)制到 str 中的字符總數(shù)(不包括空結(jié)束字符),否則返回零。
size_t strftime(
char *str, // 指向目標(biāo)數(shù)組的指針,用來復(fù)制產(chǎn)生的C字符串
size_t maxsize, // 最多傳出字符數(shù)量
const char *format, // 格式化方式
const struct tm *timeptr // tm指針
);
format格式如下:
a 星期幾的縮寫
A 星期幾的全稱
b 月份的縮寫
B 月份的全稱
c 標(biāo)準(zhǔn)的日期的時間串
C 年份的前兩位數(shù)字
d 十進制表示的每月的第幾天(值從1到31)
D 月/天/年
e 在兩字符域中,十進制表示的每月的第幾天
F 年-月-日
g 年份的后兩位數(shù)字,使用基于周的年
G 年份,使用基于周的年
h 簡寫的月份名
H 24小時制的小時(值從0到23)
I 12小時制的小時(值從1到12)
j 十進制表示的每年的第幾天(值從1到366)
m 十進制表示的月份(值從1到12)
M 十時制表示的分鐘數(shù)(值從0到59)
n 換行符
p 本地的AM或PM的等價顯示
r 12小時的時間
R 顯示小時和分鐘:hh:mm
S 十進制的秒數(shù)(值從0到61)
t 水平制表符
T 顯示時分秒:hh:mm:ss
u 每周的第幾天,星期一為第一天 (值從1到7,星期一為1)
U 第年的第幾周,把星期日作為第一天(值從0到53)
V 每年的第幾周,使用基于周的年
w 十進制表示的星期幾(值從0到6,星期天為0)
W 每年的第幾周,把星期一做為第一天(值從0到53)
x 標(biāo)準(zhǔn)的日期串
X 標(biāo)準(zhǔn)的時間串
y 不帶世紀(jì)的十進制年份(值從0到99)
Y 帶世紀(jì)部分的十制年份
Z 時區(qū)名稱,如果不能得到時區(qū)名稱則返回空字符。
% 一個%符號
使用代碼如下:
void func() {
time_t rawtime = time(NULL);
char buf[256];
strftime(buf, sizeof(buf), "%Y-%m-%d %H:%M:%S", localtime(&rawtime));
cout << buf << endl;
}
參考資料:
https://www.runoob.com/cprogramming/c-function-strftime.html
https://www.runoob.com/cprogramming/c-function-clock.html
https://www.runoob.com/cplusplus/cpp-date-time.html
https://www.cnblogs.com/jwk000/p/3560086.html
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