c/c++中各种时间函数

time_t

time()提供了秒级的精确度
函数time_t time(time_t * timer)，返回从TC1970-1-1 0:0:0开始到现在的秒数，
如果需要更高的时间精确度，就需要struct timespec 和 struct timeval来处理

timeval & timespec

• struct timespec有两个成员，一个是秒，一个是纳秒, 所以最高精确度是纳秒。
  一般由函数int clock_gettime(clockid_t, struct timespec *)获取特定时钟的时间，常用如下4种时钟：
  • CLOCK_REALTIME 统当前时间，从1970年1.1日算起
  • CLOCK_MONOTONIC 系统的启动时间，不能被设置
  • CLOCK_PROCESS_CPUTIME_ID 本进程运行时间
  • CLOCK_THREAD_CPUTIME_ID 本线程运行时间
• struct timeval有两个成员，一个是秒，一个是微秒, 所以最高精确度是微秒。一般由函数int gettimeofday(struct timeval *tv, struct timezone *tz)获取系统的时间

struct tm

tm的成员包括：tm_sec, tm_mday(day of the month, 注意只有它索引是从1开始), tm_mon等

• 通过localtime_r(time_t* t, tm* buf)在buf中存储t所对应的时间
• 通过asctime(tm* tm)可以将其转化为类似Www Mmm dd hh:mm:ss yyyy\n形式的字符串
• 通过strftime(const char* dest, size_t n, const char* format, tm* tm) 可以将tm转化为和format形式相同的日期格式并储存在dest数组中，最多不能超过n个字节

c++中的chrono库

chrono 库定义三种主要类型以及工具函数和常用 typedef

• 时钟(clock)
  • system_clock
  • steady_clock
    C++ 标准不提供有关时钟精度、起始点或有效时间范围的保证。通常， std::chrono:system_clock的起点是 1.1.1970，即所谓的UNIX-epoch。对于std::chrono::steady_clock，通常是 PC 的启动时间。
  • 每种clock都有类似的成员函数：
    • rep
    • period
    • std::chrono::duration<rep, period>(见后文)
    • std::chrono::timepoint(见后文)
  • 使用now方法可以获得当前的timepoint
• 时间点(timepoint)
  • 类模板原型：template <class Clock, class Duration = typename Clock::duration> class time_point;
  • 表示时间中的一个点。它被实现成如同存储一个 Duration 类型的值，指定自 Clock 的纪元起始开始的时间间隔。
  • 使用timepoint的time_since_epoch方法获得离epoch的duration，或者对两个不同的time_point进行加减操作也可以获取duration(当然，也可以获得一个新的timepoint)，但不能通过直接输出timepoint来获取duration
• 时长(duration)
  • template<class rep, class Period = ratio<1> > class duration
    Rep 表示一种数值类型，用来表示Period的数量，比如int float double
    Period是ratio类型，用来表示【用秒表示的时间单位】比如second,milisecond
    template <intmax_t N, intmax_t D = 1> class ratio;
    N代表分子，D代表分母，所以ratio表示一个分数值。
    若 Rep 是浮点类型，则 duration 能表示小数的计次数
  • 有些duration类型可以简写，比如std::chrono::milliseconds = std::chrono::duration</* int45 */, std::milli>

//一个时间点的类型定义（语法见条款9）
using Time = std::chrono::steady_clock::time_point;

//“enum class”见条款10
enum class Sound { Beep, Siren, Whistle };

//时间段的类型定义
using Duration = std::chrono::steady_clock::duration;

//在时间t，使用s声音响铃时长d
void setAlarm(Time t, Sound s, Duration d);

• 我们在使用chrono库中的小时，分钟，秒等时间单位时，需要创建如hours(1), seconds(30)来表示时间长度，可以加入using namespace literals或using namespace chrono_literals以使用标准后缀如秒（s），毫秒（ms）和小时（h）等简化在C++14中的代码，其中标准后缀基于C++11对用户自定义常量的支持。这些后缀在std::literals命名空间中实现，因此上述代码可以按照以下方式重写：1h, 30s

literals标准后缀规定了string和chrono::duration的各种后缀，二者有相同后缀名s，在string中”abcd\0111”s表示使用类型为const char *的”abcd\0111”来构建字符串并且忽略\0作为结束符，同样的，我们可以引入using namespace string_literals来使用s后缀

chrono一些特性

1. system_clock :: to_time_t(time_point& t)将time_point 转换为 time_t 类型：

   auto const now = std::chrono::system_clock::now();
    std::time_t newt = std::chrono::system_clock::to_time_t(now);

   c++11前获取当前时间 std::time_t oldt = std::time({});

chrono注意事项

1. 由于各种duration表示不同，chrono库提供了duration_cast类型转换函数。

   // 无精度损失的整数尺度转换：无转型
      std::cout << std::chrono::milliseconds(1s).count() << " 毫秒\n"
                << std::chrono::microseconds(1s).count() << " 微秒\n"
                << std::chrono::nanoseconds(1s).count()  << " 纳秒\n";
   
      // 有精度损失的整数尺度转换：需要转型
      std::cout << std::chrono::duration_cast<std::chrono::minutes>(1s).count()
                << " 分\n";
      const auto t1 = std::chrono::high_resolution_clock::now();
      f();
      const auto t2 = std::chrono::high_resolution_clock::now();
      // 浮点时长不需要转型
      const std::chrono::duration<double, std::milli> fp_ms = t2 - t1;
      // 浮点转整数需要转型
      const auto int_ms = std::chrono::duration_cast<std::chrono::milliseconds>(t2 - t1);

2. system_clock 和 steady_clock对应的duration的period都是纳秒, 也就是10的负9次方，当二者使用now获得的timepoint进行操作时，比如二者相减获取相差时间，输出的duration的单位即为period所对应的单位，比如period为std::micro / std::ratio<1, 1000000>, 则会输出xxx ms，使用duration的count方法会直接输出xxx，没有单位