C/C++中时间库函数的使用详解

目录

• C/C++ 中时间的概念
• 常用的时间库函数
• time()
• asctime()
• gmtime()
• ctime()
• localtime()
• mktime()
• difftime()
• C/C++ 获取当前（本地）时间的方法
• 方法一
• 方法二
• 方法三
• 方法四
• 方法五

C/C++ 中时间的概念

Unix 时间戳（Unix timestamp），或称 Unix 时间（Unix time）、POSIX 时间（POSIX time），是一种时间表示方式，定义为从格林威治时间1970年01月01日00时00分00秒起至现在的总秒数。time_t 就是用来存储该数的一个类型，它是 unsigned long 类型。使用64位二进制数字表示时间的系统，最多可以使用到格林威治时间292,277,026,596年12月04日15时30分08秒。如果想要更精确一点，可以用结构 struct timeval，它可以精确到微秒：

struct timeval
{
    long tv_sec;    // 秒
    long tv_usec;     // 微秒
};

而直接存储年月日时分秒等的是一个结构体：

struct tm
{
    int tm_sec;        // 秒，正常范围0-59， 允许至61
    int tm_min;        // 分钟，0-59
    int tm_hour;    // 小时， 0-23
    int tm_mday;    // 日，一个月中的第几天，1-31
    int tm_mon;        // 月，从一月算起，0-11，1 + p->tm_mon;
    int tm_year;    // 年，从1900至今已经多少年，1900 + p->tm_year;
    int tm_wday;    // 星期，一周中的第几天，从星期日算起，0-6
    int tm_yday;    // 从今年1月1日到目前的天数，范围0-365
    int tm_isdst;    // 日光节约时间的旗标
};

常用的时间库函数

常用的时间函数都包含在头文件 time.h/ctime（C/C++ 版本）中。

time()

time_t time(time_t *ptr);

该函数返回得到当前日历时间或者设置日历时间，日历时间即自格林威治时间（1970-01-01 00:00:00 UTC）起经过的时间，单位为秒。ptr 是一个指向类型为 time_t 对象的指针。如果 ptr 不为空，则返回值存储在变量 ptr 中。一般给 ptr 传递0或者 NULL 值，如果传递的是非空地址，也能得到当前的日历时间。

time_t t1 = time(0);
time_t t2 = time(NULL);
// 等价语句，三个对象存储的都是同一个数值
time_t t3;
time(&t3);

asctime()

char *asctime(const struct tm *timeptr);

该函数接受一个指向 tm 结构类型常量对象的指针 timeptr，返回一个指向字符串的指针，该字符串包含了可读格式的日期和时间信息 ：

w m d h:m:s y

其中，w 表示星期几，m 是以字母表示的月份，d 表示一月中的第几天，h : m : s 表示当前的时间，y 表示年份。asctime 函数常用于将结构中的信息转换为真实世界的时间，以字符串的形式显示。它计算得到的是世界统一时间。世界统一时间比北京时间早八个小时。比如当前北京时间是 8:41，利用 asctime 显示的时间则为 00:41，这意味着日期也有可能会早一天。

gmtime()

struct tm *gmtime(const time_t *timer);

该函数接受一个指向 time_t 类型常量对象的指针 timer，返回一个指向 tm 结构类型的指针。它使用 timer 的值来计算 tm 的各个成员变量，得到的是协调世界时。

ctime()

char *ctime(const time_t *timeptr);

该函数接受一个指向 time_t 类型常量对象的指针 timeptr，返回一个指向字符串的指针，其与 asctime() 的返回类型和格式是一样的。这两个函数的区别在于传入的参数类型不一样，而且 ctime 返回的是本地时区时间。

localtime()

struct tm *localtime(const time_t *timer);

该函数接受一个指向 time_t 类型常量对象的指针 timer，返回一个指向 tm 结构类型的指针。它使用 timer 的值来计算 tm 的各个成员变量，得到的是“本地时区时间”。

mktime()

time_t mktime(struct tm *timeptr)

该函数接受一个指向 tm 结构类型常量对象的指针 timeptr，返回一个 time_t 类型的无符号整数。它的作用是将 timeptr 所指向的结构体变量转换成自格林威治时间（1970-01-01 00:00:00 UTC）起经过的时间并返回，单位为秒，若发生错误返回-1。

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

该函数接受一个字符串str、一个无符号整数 maxsize，一个字符串 format 以及一个指向 tm 结构类型常量对象的指针。它的作用是将 timeptr 表示的时间按照格式化规则存储在 str 中，maxsize 用来表示复制到 str 中的最大字符个数。如果 str 的字符个数（包含空字符 ‘\0’）小于 maxsize，则函数返回其字符个数，否则返回0。

size_t 是一个与机器相关的无符号整数类型，其大小足以保证存储内存中的任意对象。例如数组下标的类型、vector 下标的类型实际上都是 size_t。

format 是一个 C 字符串，其中包含了普通字符和特殊格式说明符的任何组合。这些格式说明符由 strftime 函数识别，从而将 tm 中每个成员变量（参考前面 tm 结构中定义的各个整数）替换为相应的格式并存入 str 中。下表为格式说明符：

difftime()

double difftime(time_t time1, time_t time2)

该函数接受两个 time_t 类型的无符号整数并返回它们的差值，单位为秒。

C/C++ 获取当前（本地）时间的方法

方法一

先获取格林威治时间，再使用 localtime 函数获取当前时间的 tm 结构类型变量，将其格式化后存入 str 再打印：

#include <cstdio>
#include <ctime>

int main(void)
{
    time_t t = time(0);
    char str[64];
    strftime(str, sizeof(str), "%Y/%m/%d %X %A 今年第%j天 %z", localtime(&t));
    printf("当前时间：%s", str);

    return 0;
}

方法二

先获取格林威治时间，使用 localtime 函数获取当前时间的 tm 结构类型变量，再将其用 ctime 函数转换成当前时间的字符串打印输出：

#include <cstdio>
#include <ctime>

int main(void)
{
    time_t t = time(0);
    struct tm *info = localtime(&t);

    printf("当前时间：%s", ctime(info));

    return 0;
}

方法三

先获取格林威治时间，使用 localtime 函数获取当前时间的 tm 结构类型变量，然后直接依据 tm 中的成员来计算我们想要打印的内容：

#include <cstdio>
#include <ctime>

int main()
{
    char wday[][4] = {"Sun", "Mon", "Tue", "Wed", "Thu", "Fri", "Sat"};
    time_t t = time(0);     // 获得time_t结构的时间，世界协调时
    struct tm *p;

    p = localtime(&t);      // 转换为 struct tm 结构的本地时间
    printf("%04d/%02d/%02d ", 1900 + p->tm_year, 1+ p->tm_mon, p->tm_mday);               // 打印当前日期
    printf("%s %02d:%02d:%02d\n", wday[p->tm_wday], p->tm_hour, p->tm_min, p->tm_sec);    // 打印当前时间

    return 0;
}

方法四

使用 windows 的 API，能够精确到毫秒级。但是因为用的是 windows 下的函数，所以换了其他操作系统就不一定能用了：

#include <cstdio>
#include <windows.h>

int main()
{
    SYSTEMTIME sys;
    GetLocalTime(&sys);
    printf("%4d-%02d-%02d %02d:%02d:%02d.%03d 星期%1d",
           sys.wYear, sys.wMonth, sys.wDay, sys.wHour, sys.wMinute, sys.wSecond, sys.wMilliseconds, sys.wDayOfWeek);

    return 0;
}

方法五

利用系统函数，只显示当前的时间，不显示年月日这些。而且还能直接修改系统时间：

#include <cstdlib>

int main()
{
    system("time");

    return 0;
}

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