C語(yǔ)言timeh從頭學(xué)

1、C 語(yǔ)言 time.h 從頭學(xué) 本文從介紹基礎(chǔ)概念入手，探討了在C/C+ 中對(duì)日期和時(shí)間操作所用到的數(shù)據(jù)結(jié)構(gòu)和函數(shù)，并對(duì)計(jì)時(shí)、 時(shí)間的獲取、 時(shí)間的計(jì)算和顯示格式等方面進(jìn)行了闡述。 本文還通過(guò)大量的實(shí)例 向你展示了 time.h 頭文件中聲明的各種函數(shù)和數(shù)據(jù)結(jié)構(gòu)的詳細(xì)使用方法。關(guān)鍵字：UTC (世界標(biāo)準(zhǔn)時(shí)間)，Calendar Time (日歷時(shí)間)，epoch (時(shí)間點(diǎn))，clock tick (時(shí) 鐘計(jì)時(shí)單元)1概念在C/C+中，對(duì)字符串的操作有很多值得注意的問(wèn)題，同樣，C/C+對(duì)時(shí)間的操作也有許多值得大家注意的地方。最近，在技術(shù)群中有很多網(wǎng)友也多次問(wèn)到過(guò) C+語(yǔ)言中對(duì)時(shí)間的操作、 獲取和

2、顯示等等的問(wèn)題。 下面，在這篇文章中，筆者將主要介紹在 C/C+中時(shí)間和日期的使 用方法 .通過(guò)學(xué)習(xí)許多 C/C+ 庫(kù)，你可以有很多操作、 使用時(shí)間的方法。 但在這之前你需要了解一些 “時(shí)間”和“日期”的概念，主要有以下幾個(gè)：Coordinated Universal Time (UTC )：協(xié)調(diào)世界時(shí)，又稱為世界標(biāo)準(zhǔn)時(shí)間，也就是大家所熟知 的格林威治標(biāo)準(zhǔn)時(shí)間( Greenwich Mean Time， GMT)。比如，中國(guó)內(nèi)地的時(shí)間與UTC的時(shí)差為+8，也就是 UTC+8。美國(guó)是 UTC-5。”來(lái)表示的時(shí)間。Calendar Time :日歷時(shí)間，是用 從一個(gè)標(biāo)準(zhǔn)時(shí)間點(diǎn)到此時(shí)的時(shí)間經(jīng)過(guò)的秒數(shù)

3、這個(gè)標(biāo)準(zhǔn)時(shí)間點(diǎn)對(duì)不同的編譯器來(lái)說(shuō)會(huì)有所不同，但對(duì)一個(gè)編譯系統(tǒng)來(lái)說(shuō)，這個(gè)標(biāo)準(zhǔn)時(shí)間點(diǎn)是不變的， 該編譯系統(tǒng)中的時(shí)間對(duì)應(yīng)的日歷時(shí)間都通過(guò)該標(biāo)準(zhǔn)時(shí)間點(diǎn)來(lái)衡量，所以可以說(shuō)日 歷時(shí)間是 “相對(duì)時(shí)間 ”，但是無(wú)論你在哪一個(gè)時(shí)區(qū)， 在同一時(shí)刻對(duì)同一個(gè)標(biāo)準(zhǔn)時(shí)間點(diǎn)來(lái)說(shuō)，日 歷時(shí)間都是一樣的。epoch :時(shí)間點(diǎn)。時(shí)間點(diǎn)在標(biāo)準(zhǔn)C/C+中是一個(gè)整數(shù)，它用此時(shí)的時(shí)間和標(biāo)準(zhǔn)時(shí)間點(diǎn)相差的秒數(shù)(即日歷時(shí)間)來(lái)表示。clock tick :時(shí)鐘計(jì)時(shí)單元(而不把它叫做時(shí)鐘滴答次數(shù))，一個(gè)時(shí)鐘計(jì)時(shí)單元的時(shí)間長(zhǎng)短是由 CPU 控制的。一個(gè) clock tick 不是 CPU 的一個(gè)時(shí)鐘周期，而是 C/C+ 的一個(gè)基本計(jì)時(shí)單 位。我們

4、可以使用 ANSI 標(biāo)準(zhǔn)庫(kù)中的 time.h 頭文件。 這個(gè)頭文件中定義的時(shí)間和日期所使用的方 法，無(wú)論是在結(jié)構(gòu)定義，還是命名，都具有明顯的 C 語(yǔ)言風(fēng)格。下面，我將說(shuō)明在 C/C+ 中怎樣使用日期的時(shí)間功能。2 計(jì)時(shí)C/C+中的計(jì)時(shí)函數(shù)是 clock()，而與其相關(guān)的數(shù)據(jù)類型是clock。在MSDN中，查得對(duì)clock函數(shù)定義如下:clock_t clock( void );這個(gè)函數(shù)返回從 開啟這個(gè)程序進(jìn)程”到程序中調(diào)用clock()函數(shù)”時(shí)之間的CPU時(shí)鐘計(jì)時(shí)單 元(clock tick)數(shù)，在 MSDN中稱之為掛鐘時(shí)間(wal-clock )。其中clock_t是用來(lái)保存時(shí) 間的數(shù)據(jù)類型

5、，在 time.h 文件中，我們可以找到對(duì)它的定義:#ifndef _CLOCK_T_DEFINEDtypedef long clock_t;#define _CLOCK_T_DEFINED#endif很明顯， clock_t 是一個(gè)長(zhǎng)整形數(shù)。 在 time.h 文件中， 還定義了一個(gè)常量 CLOCKS_PER_SEC ， 它用來(lái)表示一秒鐘會(huì)有多少個(gè)時(shí)鐘計(jì)時(shí)單元，其定義如下:#define CLOCKS_PER_SEC (clock_t)1000)可以看到每過(guò)千分之一秒(1毫秒)，調(diào)用clock ()函數(shù)返回的值就加1。下面舉個(gè)例子， 你可以使用公式 clock()/CLOCKS_PER_SE

6、C 來(lái)計(jì)算一個(gè)進(jìn)程自身的運(yùn)行時(shí)間： void elapsed_time() printf(Elapsed time:%u secs.n,clock()/CLOCKS_PER_SEC);當(dāng)然，你也可以用 clock 函數(shù)來(lái)計(jì)算你的機(jī)器運(yùn)行一個(gè)循環(huán)或者處理其它事件到底花了多少 時(shí)間：#include “ stdio.h ”#include “ stdlib.h ”#include “ time.h ”int main( void )long i = 10000000L; clock_t start, finish; double duration;/* 測(cè)量一個(gè)事件持續(xù)的時(shí)間 */printf(

7、Time to do %ld empty loops is , i );start = clock();while( i- ) ;finish = clock();duration = (double)(finish - start) / CLOCKS_PER_SEC;printf( %f secondsn, duration ); system(pause); 在筆者的機(jī)器上，運(yùn)行結(jié)果如下：Time to do 10000000 empty loops is 0.03000 seconds 上面我們看到時(shí)鐘計(jì)時(shí)單元的長(zhǎng)度為 1 毫秒，那么計(jì)時(shí)的精度也為 1 毫秒，那么我們可不可 以通過(guò)改變

8、CLOCKS_PER_SEC 的定義， 通過(guò)把它定義的大一些， 從而使計(jì)時(shí)精度更高呢？ 通過(guò)嘗試，你會(huì)發(fā)現(xiàn)這樣是不行的。在標(biāo)準(zhǔn)C/C+ 中，最小的計(jì)時(shí)單位是一毫秒。3與日期和時(shí)間相關(guān)的數(shù)據(jù)結(jié)構(gòu)在標(biāo)準(zhǔn) C/C+ 中，我們可通過(guò) tm 結(jié)構(gòu)來(lái)獲得日期和時(shí)間， tm 結(jié)構(gòu)在 time.h 中的定義如下： #ifndef _TM_DEFINEDstruct tm int tm_sec; /* 秒 -取值區(qū)間為0,59 */int tm_min; /* 分 - 取值區(qū)間為 0,59 */int tm_hour; /* 時(shí) - 取值區(qū)間為 0,23 */int tm_mday; /* 一個(gè)月中的日期 -

9、取值區(qū)間為 1,31 */int tm_mon; /* 月份(從一月開始， 0代表一月) - 取值區(qū)間為 0,11 */int tm_year; /* 年份，其值等于實(shí)際年份減去 1900 */int tm_wday; /*星期-取值區(qū)間為0,6，其中0代表星期天，1代表星期一，以此類推 */ int tm_yday; /*從每年的1月1日開始的天數(shù) -取值區(qū)間為0,365，其中0代表1月1 日, 1 代表 1 月 2 日，以此類推 */int tm_isdst; /* 夏令時(shí)標(biāo)識(shí)符，實(shí)行夏令時(shí)的時(shí)候， tm_isdst 為正。不實(shí)行夏令時(shí)的進(jìn)候， tm_isdst為0;不了解情況時(shí)，tmsd

10、st()為負(fù)。*/;#define _TM_DEFINED#endifANSI C 標(biāo)準(zhǔn)稱使用 tm 結(jié)構(gòu)的這種時(shí)間表示為分解時(shí)間 (broken-down time) 。而日歷時(shí)間 (Calendar Time )是通過(guò) time_t 數(shù)據(jù)類型來(lái)表示的，用 time_t 表示的時(shí)間 (日歷 時(shí)間)是從一個(gè)時(shí)間點(diǎn)(例如： 1970 年 1 月 1 日 0 時(shí) 0 分 0 秒)到此時(shí)的秒數(shù)。在 time.h 中，我們也可以看到 time_t 是一個(gè)長(zhǎng)整型數(shù)：#ifndef _TIME_T_DEFINEDtypedef long time_t; /* 時(shí)間值 */#define _TIME_T_D

11、EFINED /* 避免重復(fù)定義 time_t */#endif大家可能會(huì)產(chǎn)生疑問(wèn)：既然 time_t 實(shí)際上是長(zhǎng)整型，到未來(lái)的某一天，從一個(gè)時(shí)間點(diǎn)(一 般是 1970年 1月 1日 0時(shí) 0分 0秒)到那時(shí)的秒數(shù)(即日歷時(shí)間)超出了長(zhǎng)整形所能表示 的數(shù)的范圍怎么辦？對(duì) time_t 數(shù)據(jù)類型的值來(lái)說(shuō)， 它所表示的時(shí)間不能晚于 2038 年 1 月 18 日 19 時(shí) 14 分 07 秒。為了能夠表示更久遠(yuǎn)的時(shí)間， 一些編譯器廠商引入了 64 位甚至更長(zhǎng)的 整形數(shù)來(lái)保存日歷時(shí)間。比如微軟在Visual C+中采用了 _time64_t數(shù)據(jù)類型來(lái)保存日歷時(shí)間，并通過(guò)_time64()函數(shù)來(lái)獲得日

12、歷時(shí)間(而不是通過(guò)使用32位字的time()函數(shù))，這樣就可以通過(guò)該數(shù)據(jù)類型保存 3001 年 1 月 1 日 0 時(shí) 0 分 0 秒(不包括該時(shí)間點(diǎn))之前的時(shí)間。 在 time.h 頭文件中，我們還可以看到一些函數(shù)，它們都是以 time_t 為參數(shù)類型或返回值類 型的函數(shù)：double difftime(time_t time1, time_t time0);time_t mktime(struct tm * timeptr);time_t time(time_t * timer);char * asctime(const struct tm * timeptr);char * ctime(

13、const time_t *timer);此外， time.h 還提供了兩種不同的函數(shù)將日歷時(shí)間(一個(gè)用 time_t 表示的整數(shù))轉(zhuǎn)換為我們 平時(shí)看到的把年月日時(shí)分秒分開顯示的時(shí)間格式tm：struct tm * gmtime(const time_t *timer);struct tm * localtime(const time_t * timer);通過(guò)查閱 MSDN ，我們可以知道 Microsoft C/C+ 7.0 中時(shí)間點(diǎn)的值( time_t 對(duì)象的值) 是從 1899年12月31日 0時(shí)0分0秒到該時(shí)間點(diǎn)所經(jīng)過(guò)的秒數(shù)， 而其它各種版本的 Microsoft C/C+ 和所有不

14、同版本的 Visual C+都是計(jì)算的從1970年1月1日0時(shí)0分0秒到該時(shí)間點(diǎn)所經(jīng) 過(guò)的秒數(shù)。4與日期和時(shí)間相關(guān)的函數(shù)及應(yīng)用在本節(jié)， 我將向大家展示怎樣利用 time.h 中聲明的函數(shù)對(duì)時(shí)間進(jìn)行操作。 這些操作包括取當(dāng) 前時(shí)間、計(jì)算時(shí)間間隔、以不同的形式顯示時(shí)間等內(nèi)容。4.1 獲得日歷時(shí)間我們可以通過(guò)time()函數(shù)來(lái)獲得日歷時(shí)間(Calendar Time)，其原型為：time_t time(time_t * timer);如果你已經(jīng)聲明了參數(shù) timer，你可以從參數(shù)timer返回現(xiàn)在的日歷時(shí)間，同時(shí)也可以通過(guò)返回值返回現(xiàn)在的日歷時(shí)間，即從一個(gè)時(shí)間點(diǎn)(例如：1970年 1 月 1 日 0

15、時(shí) 0分 0秒)到現(xiàn)在此時(shí)的秒數(shù)。如果參數(shù)為空(NUL)，函數(shù)將只通過(guò)返回值返回現(xiàn)在的日歷時(shí)間，比如下面這個(gè)例子用來(lái)顯示當(dāng)前的日歷時(shí)間：#include time.h#include stdio.hint main(void)struct tm *ptr;time_t lt;lt =time(NUL);printf(The Calendar Time now is %dn,lt);return 0;運(yùn)行的結(jié)果與當(dāng)時(shí)的時(shí)間有關(guān)，我當(dāng)時(shí)運(yùn)行的結(jié)果是：The Calendar Time now is 1122707619其中 1122707619 就是我運(yùn)行程序時(shí)的日歷時(shí)間。 即從 1970 年 1

16、 月 1 日 0 時(shí) 0 分 0 秒到此時(shí) 的秒數(shù)。4.2 獲得日期和時(shí)間 這里說(shuō)的日期和時(shí)間就是我們平時(shí)所說(shuō)的年、月、日、時(shí)、分、秒等信息。從第 2 節(jié)我們已 經(jīng)知道這些信息都保存在一個(gè)名為 tm 的結(jié)構(gòu)體中， 那么如何將一個(gè)日歷時(shí)間保存為一個(gè) tm 結(jié)構(gòu)的對(duì)象呢？其中可以使用的函數(shù)是 gmtime() 和 localtime() ，這兩個(gè)函數(shù)的原型為：struct tm * gmtime(const time_t *timer);struct tm * localtime(const time_t * timer);其中g(shù)mtime()函數(shù)是將日歷時(shí)間轉(zhuǎn)化為世界標(biāo)準(zhǔn)時(shí)間(即格林尼治時(shí)間)，

17、并返回一個(gè)tm結(jié)構(gòu)體來(lái)保存這個(gè)時(shí)間，而localtime()函數(shù)是將日歷時(shí)間轉(zhuǎn)化為本地時(shí)間。 比如現(xiàn)在用gmtime() 函數(shù)獲得的世界標(biāo)準(zhǔn)時(shí)間是 2005年 7月 30日 7點(diǎn) 18分 20秒，那么我用 localtime() 函數(shù)在 中國(guó)地區(qū)獲得的本地時(shí)間會(huì)比世界標(biāo)準(zhǔn)時(shí)間晚 8個(gè)小時(shí)，即 2005年 7 月 30日 15點(diǎn) 18分 20 秒。下面是個(gè)例子：#include time.h#include stdio.hint main(void)struct tm *local;time_t t;t=time(NUL);local=localtime(&t);printf(Local hou

18、r is: %dn,local-tm_hour);local=gmtime(&t);printf(UTC hour is: %dn,local-tm_hour);return 0;運(yùn)行結(jié)果是：Local hour is: 15UTC hour is: 74.3 固定的時(shí)間格式我們可以通過(guò) asctime()函數(shù)和ctime()函數(shù)將時(shí)間以固定的格式顯示出來(lái)，兩者的返回值都是char*型的字符串。返回的時(shí)間格式為：星期幾 月份 日期 時(shí):分刑 年n0例如： Wed Jan 02 02:03:55 1980n0其中n是一個(gè)換行符，0是一個(gè)空字符，表示字符串結(jié)束。下面是兩個(gè)函數(shù)的原型：char *

19、asctime(const struct tm * timeptr);char * ctime(const time_t *timer);其中asctime()函數(shù)是通過(guò)tm結(jié)構(gòu)來(lái)生成具有固定格式的保存時(shí)間信息的字符串，而ctime()是通過(guò)日歷時(shí)間來(lái)生成時(shí)間字符串。這樣的話，asctime ()函數(shù)只是把tm結(jié)構(gòu)對(duì)象中的各個(gè)域填到時(shí)間字符串的相應(yīng)位置就行了，而ctime ()函數(shù)需要先參照本地的時(shí)間設(shè)置，把日歷時(shí)間轉(zhuǎn)化為本地時(shí)間，然后再生成格式化后的字符串。在下面，如果t 是一個(gè)非空的time_t 變量的話，那么：printf(ctime(&t);等價(jià)于：struct tm *ptr;ptr

20、=localtime(&t);printf(asctime(ptr);那么，下面這個(gè)程序的兩條 printf 語(yǔ)句輸出的結(jié)果就是不同的了(除非你將本地時(shí)區(qū)設(shè)為世 界標(biāo)準(zhǔn)時(shí)間所在的時(shí)區(qū)) ：#include time.h#include stdio.hint main(void)struct tm *ptr;time_t lt;lt =time(NUL);ptr=gmtime();printf(asctime(ptr);printf(ctime();return 0;運(yùn)行結(jié)果：Sat Jul 30 08:43:03 2005Sat Jul 30 16:43:03 20054.4 自定義時(shí)間格式我

21、們可以使用 strftime ()函數(shù)將時(shí)間格式化為我們想要的格式。它的原型如下：size_t strftime(char *strDest,size_t maxsize,const char *format,const struct tm *timeptr);我們可以根據(jù)format指向字符串中格式命令把timeptr中保存的時(shí)間信息放在strDest指向的 字符串中，最多向 strDest 中存放 maxsize 個(gè)字符。該函數(shù)返回向 strDest 指向的字符串中放 置的字符數(shù)。函數(shù) strftime（） 的操作有些類似于 sprintf（） ：識(shí)別以百分號(hào) （%） 開始的格式命令集合，

22、 格式化輸 出結(jié)果放在一個(gè)字符串中。格式化命令說(shuō)明串 strDest 中各種日期和時(shí)間信息的確切表示方 法。格式串中的其他字符原樣放進(jìn)串中。格式命令列在下面，它們是區(qū)分大小寫的。%a 星期幾的簡(jiǎn)寫%A 星期幾的全稱%b 月分的簡(jiǎn)寫%B 月份的全稱%c 標(biāo)準(zhǔn)的日期的時(shí)間串%C 年份的后兩位數(shù)字%d 十進(jìn)制表示的每月的第幾天%D 月 /天/年%e 在兩字符域中，十進(jìn)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 年分，使用基于周的年%h 簡(jiǎn)寫的月份名%H 24 小時(shí)制的小時(shí)%I 12 小時(shí)制的小時(shí)%j 十進(jìn)制表示的每年的第幾天%m 十進(jìn)制表示的月份%M 十時(shí)制表示

23、的分鐘數(shù)%n 新行符%p 本地的 AM 或 PM 的等價(jià)顯示%r 12 小時(shí)的時(shí)間%R 顯示小時(shí)和分鐘： hh:mm%S 十進(jìn)制的秒數(shù)%t 水平制表符%T 顯示時(shí)分秒： hh:mm:ss%u 每周的第幾天，星期一為第一天（值從 0 到 6，星期一為 0）%U 第年的第幾周，把星期日做為第一天（值從0 到 53）%V 每年的第幾周，使用基于周的年%w 十進(jìn)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(shí)間串%y 不帶世紀(jì)的十進(jìn)制年份（值從 0 到 99）%Y 帶世紀(jì)部分的十進(jìn)制年份%z， %Z 時(shí)區(qū)名稱，如

24、果不能得到時(shí)區(qū)名稱則返回空字符。% 百分號(hào)如果想顯示現(xiàn)在是幾點(diǎn)了，并以 12 小時(shí)制顯示，就象下面這段程序：#include “ time.h ”#include “ stdio.h ”int main(void)struct tm *ptr;time_t lt;char str80;lt=time(NUL);ptr=localtime();strftime(str,100,It is now %I %p,ptr);printf(str);return 0;其運(yùn)行結(jié)果為：It is now 4PM 而下面的程序則顯示當(dāng)前的完整日期： #include #include void main( v

25、oid )struct tm *newtime;char tmpbuf128;time_t lt1;time( 1 );newtime=localtime(1);strftime( tmpbuf, 128, Today is %A, day %d of %B in the year %Y .n, newtime); printf(tmpbuf);運(yùn)行結(jié)果：Today is Saturday, day 30 of July in the year 2005.4.5 計(jì)算持續(xù)時(shí)間的長(zhǎng)度有時(shí)候在實(shí)際應(yīng)用中要計(jì)算一個(gè)事件持續(xù)的時(shí)間長(zhǎng)度， 比如計(jì)算打字速度。 在第 1 節(jié)計(jì)時(shí)部 分中，我已經(jīng)用 cloc

26、k 函數(shù)舉了一個(gè)例子。 Clock() 函數(shù)可以精確到毫秒級(jí)。同時(shí)，我們也可 以使用 difftime() 函數(shù)，但它只能精確到秒。該函數(shù)的定義如下：double difftime(time_t time1, time_t time0);雖然該函數(shù)返回的以秒計(jì)算的時(shí)間間隔是 double 類型的，但這并不說(shuō)明該時(shí)間具有同 double 一樣的精確度， 這是由它的參數(shù)覺(jué)得的 ( time_t 是以秒為單位計(jì)算的) 。比如下面一段程序： #include time.h#include stdio.h#include stdlib.hint main(void)time_t start,end;start = time(NUL);system(pause);end = time(NUL);printf(The pau