53、C++ 中数值、时间和复杂数据处理之时间相关操作详解（上）

C++ 中数值、时间和复杂数据处理之时间相关操作详解（上）

在程序开发中，我们经常需要处理数值、时间和复杂数据。本文将重点介绍 C++ 中与时间相关的操作，包括时间间隔（duration）、时钟（clock）和时间点（time point）等内容。

1. ratio 模板类型的作用

ratio 模板类型的主要目的是在编译时方便地定义有理数。它并非用于在编译时进行大量计算，而是通过模板参数值来定义有理数，这样在编译时执行必要的算术运算有助于避免溢出问题。

2. 时间相关概念及 chrono 头文件

在程序中，我们常常需要处理时间间隔，比如游戏程序中可能需要测量执行性能。时间测量不仅涉及软件，底层硬件提供了时钟和间隔计时功能，而 STL 通过操作系统为我们提供了与硬件的接口。

chrono 头文件定义了与时间间隔、时间点和时钟相关的类和类模板。所有这些名称都定义在 std::chrono 命名空间中。时间间隔、时间点和时钟之间的关系如下：
- 持续时间（Duration） ：是一个由时间刻度（tick）数量定义的时间间隔，你可以指定一个刻度代表的秒数。默认情况下，一个刻度代表一秒，但你也可以将其定义为秒的倍数或分数。例如，若将一个刻度定义为 3600 秒，那么持续时间为 10 就表示 10 小时；若定义为十分之一秒，持续时间为 10 则表示 1 秒。
- 时钟（Clock） ：记录从一个给定的固定时刻（称为纪元，epoch）开始的时间流逝。有三种封装硬件时钟的类类型，后续会详细介绍。时间以刻度为单位进行测量，因此一个