C <time.h> 时间头文件

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#c# #c/c++

本文介绍了时间与日期的基本概念，包括UTC、日历时间、时间点等，并详细解释了C/C++中的时间处理函数，如clock()、difftime()、mktime()等。此外，还展示了如何使用tm结构体表示时间，以及如何利用time.h头文件中的函数进行时间日期的转换和格式化。

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一、几个时间概念

1.1 UTC：世界标准时间

　　协调世界时，又称为世界标准时间，为大家所熟知的格林威治标准时间（Greenwich Mean Time，GMT）。比如，中国内地的时间与UTC的时差为+8，也就是UTC+8。美国是UTC-5。

1.2 Calendar Time：日历时间

　　“从一个标准时间点到此时的时间经过的秒数”来表示的时间。

　　这个标准时间点对不同的编译器来说会有所不同，但对一个编译系统来说，这个标准时间点是不变的，该编译系统中的时间对应的日历时间都通过该标准时间点来衡量，所以可以说日历时间是“相对时间”，但是无论你在哪一个时区，在同一时刻对同一个标准时间点来说，日历时间都是一样的。

1.3 Epoch：时间点

　　时间点在标准C/C++中是一个整数，它用此时的时间和标准时间点相差的秒数（即日历时间）来表示。

1.4 Clock tick：时钟计时单元

　　一个时钟计时单元的时间长短是由CPU控制的。一个clock tick不是CPU的一个时钟周期，而是C/C++的一个基本计时单位。

二、具体操作示例及解释

2.1 计时

　　计时函数：clock()；

　　数据类型：clock_t，为long数据类型；

　　定义：clock_t clock(void);

　　　　#ifndef _CLOCK_T_DEFINED
　　　　typedef long clock_t;
　　　　#define _CLOCK_T_DEFINED
　　　　#endif

　　描述：从“开启这个程序进程”到“程序中调用clock()函数”时，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。

　　返回：该函数返回自程序启动起，处理器时钟所使用的时间。如果失败，则返回 -1 值。

 1 #include <time.h>
 2 #include <stdio.h>
 3 
 4 int main()
 5 {
 6    clock_t start_t, end_t, total_t;
 7    int i;
 8 
 9    start_t = clock();
10    printf("程序启动，start_t = %ld\n", start_t);
11     
12    printf("开始一个大循环，start_t = %ld\n", start_t);
13    for(i=0; i< 10000000; i++)
14    {
15    }
16    end_t = clock();
17    printf("大循环结束，end_t = %ld\n", end_t);
18    
19    total_t = (double)(end_t - start_t) / CLOCKS_PER_SEC;
20    printf("CPU 占用的总时间：%f\n", total_t  );
21    printf("程序退出...\n");
22 
23    return(0);
24 }

2.2 时间和日期相关函数

　　2.2.1 在标准C/C++中，tm结构在time.h中的定义如下：

　　#ifndef _TM_DEFINED
　　struct tm {
　　　　int tm_sec; /* 秒 – 取值区间为[0,59] */
　　　　int tm_min; /* 分 - 取值区间为[0,59] */
　　　　int tm_hour; /* 时 - 取值区间为[0,23] */
　　　　int tm_mday; /* 一个月中的日期 - 取值区间为[1,31] */
　　　　int tm_mon; /* 月份（从一月开始，0代表一月） - 取值区间为[0,11] */
　　　　int tm_year; /* 年份，其值等于实际年份减去1900 */
　　　　int tm_wday; /* 星期 – 取值区间为[0,6]，其中0代表星期天，1代表星期一，以此类推 */
　　　　int tm_yday; /* 从每年的1月1日开始的天数 – 取值区间为[0,365]，其中0代表1月1日，1代表1月2日，以此类推 */
　　　　int tm_isdst; /* 夏令时标识符，实行夏令时的时候，tm_isdst为正。不实行夏令时的进候，tm_isdst为0；不了解情况时，tm_isdst()为负。*/
　　};
　　#define _TM_DEFINED
　　#endif

　　2.2.2 日历时间（Calendar Time）

　　通过time_t数据类型来表示的，用time_t表示的时间（日历时间）是从一个时间点（例如：1970年1月1日0时0分0秒）到此时的秒数。在time.h中，我们也可以看到time_t是一个长整型数：

　　#ifndef _TIME_T_DEFINED
　　typedef long time_t; /* 时间值 */
　　#define _TIME_T_DEFINED /* 避免重复定义 time_t */
　　#endif

　　2.2.3 time.h头文件中的其他的一些函数

　　double difftime(time_t time1, time_t time0); //返回以双精度浮点型 double 值表示的两个时间之间相差的秒数 (time2 - time1)。
　　time_t mktime(struct tm * timeptr); //把 timeptr 所指向的结构转换为一个依据本地时区的 time_t 值,如果发生错误，则返回 -1 值。
　　time_t time(time_t * timer); //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 不为空，则返回值也存储在变量 seconds 中。
　　char * asctime(const struct tm * timeptr); //返回一个指向字符串的指针，它代表了结构 struct timeptr 的日期和时间。包含了可读格式的日期和时间信息 Www Mmm dd hh:mm:ss yyyy，其中，Www 表示星期几，Mmm 是以字母表示的月份，dd 表示一月中的第几天，hh:mm:ss 表示时间，yyyy 表示年份。
　　char * ctime(const time_t *timer);//返回一个表示当地时间的字符串，当地时间是基于参数 timer。返回的字符串格式如下： Www Mmm dd hh:mm:ss yyyy 其中，Www 表示星期几，Mmm 是以字母表示的月份，dd 表示一月中的第几天，hh:mm:ss 表示时间，yyyy 表示年份。

　　struct tm * gmtime(const time_t *timer); //使用 timer 的值来填充 tm 结构，并用协调世界时（UTC）也被称为格林尼治标准时间（GMT）表示。
　　struct tm * localtime(const time_t * timer); //使用 timer 的值来填充 tm 结构。timer 的值被分解为 tm 结构，并用本地时区表示。

　　 size_t strftime(char *str, size_t maxsize, const char *format, const struct tm *timeptr) ;//根据 format 中定义的格式化规则，格式化结构 timeptr 表示的时间，并把它存储在 str 中，最多向str中存放maxsize个字符。forexample: strftime(str,100,"It is now %I %p\n",ptr);

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