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Ｃ語言中關(guān)于時間的函數(shù)
C語言的設(shè)計目標是提供一種能以簡易的方式編譯、處理低級存儲器、產(chǎn)生少量的機器碼以及不需要任何運行環(huán)境支持便能運行的編程語言。下面是小編分享的C語言中關(guān)于時間的函數(shù)，一起來看一下吧。
一.概念
在C/C++中，通過學(xué)習(xí)許多C/C++庫，你可以有很多操作、使用時間的方法。但在這之前你需要了解一些“時間”和“日期”的概念，主要有以下幾個：
1. 協(xié)調(diào)世界時，又稱為世界標準時間，也就是大家所熟知的格林威治標準時間(Greenwich Mean Time，GMT)。比如，中國內(nèi)地的時間與UTC的時差為+8，也就是UTC+8。美國是UTC-5。
2. 日歷時間，是用“從一個標準時間點到此時的時間經(jīng)過的秒數(shù)”來表示的時間。這個標準時間點對不同的編譯器來說會有所不同，但對一個編譯系統(tǒng)來說，這個標準時間點是不變的，該編譯系統(tǒng)中的時間對應(yīng)的日歷時間都通過該標準時間點來衡量，所以可以說日歷時間是“相對時間”，但是無論你在哪一個時區(qū)，在同一時刻對同一個標準時間點來說，日歷時間都是一樣的。
3. 時間點。時間點在標準C/C++中是一個整數(shù)，它用此時的時間和標準時間點相差的秒數(shù)(即日歷時間)來表示。
4. 時鐘計時單元(而不把它叫做時鐘滴答次數(shù))，一個時鐘計時單元的時間長短是由CPU控制的。一個clock tick不是CPU的一個時鐘周期，而是C/C++的一個基本計時單位。
我們可以使用ANSI標準庫中的time.h頭文件。這個頭文件中定義的時間和日期所使用的方法，無論是在結(jié)構(gòu)定義，還是命名，都具有明顯的C語言風格。下面，我將說明在C/C++中怎樣使用日期的時間功能。
二. 介紹
1. 計時
C/C++中的計時函數(shù)是clock()，而與其相關(guān)的數(shù)據(jù)類型是clock_t。在MSDN中，查得對clock函數(shù)定義如下：
clock_t clock( void );
這個函數(shù)返回從“開啟這個程序進程”到“程序中調(diào)用clock()函數(shù)”時之間的CPU時鐘計時單元(clock tick)數(shù)，在MSDN中稱之為掛鐘時間(wal-clock)。其中clock_t是用來保存時間的數(shù)據(jù)類型，在time.h文件中，我們可以找到對它的定義：
#ifndef _CLOCK_T_DEFINED
typedef long clock_t;
#define _CLOCK_T_DEFINED
#endif
很明顯，clock_t是一個長整形數(shù)。在time.h文件中，還定義了一個常量CLOCKS_PER_SEC，它用來表示一秒鐘會有多少個時鐘計時單元，其定義如下：
#define CLOCKS_PER_SEC ((clock_t)1000)
可以看到每過千分之一秒(1毫秒)，調(diào)用clock()函數(shù)返回的值就加1。下面舉個例子，你可以使用公式clock()/CLOCKS_PER_SEC來計算一個進程自身的運行時間：
void elapsed_time()
{
printf("Elapsed time:%u secs. ",clock()/CLOCKS_PER_SEC);
}
當然，你也可以用clock函數(shù)來計算你的機器運行一個循環(huán)或者處理其它事件到底花了多少時間：
/* 測量一個事件持續(xù)的時間*/
/* Date : 10/24/2007 */
#include "stdio.h"
#include "stdlib.h"
#include "time.h"
int main( void )
{
long i = 10000000L;
clock_t start, finish;
double duration;
/* 測量一個事件持續(xù)的時間*/
printf( "Time to do %ld empty loops is ", i );
start = clock();
while( i-- ) ;
finish = clock();
duration = (double)(finish - start) / CLOCKS_PER_SEC;
printf( "%f seconds ", duration );
system("pause");
}
在筆者的機器上，運行結(jié)果如下：
Time to do 10000000 empty loops is 0.03000 seconds
上面我們看到時鐘計時單元的長度為1毫秒，那么計時的精度也為1毫秒，那么我們可不可以通過改變CLOCKS_PER_SEC的定義，通過把它定義的大一些，從而使計時精度更高呢?通過嘗試，你會發(fā)現(xiàn)這樣是不行的。在標準C/C++中，最小的計時單位是一毫秒。
2.與日期和時間相關(guān)的數(shù)據(jù)結(jié)構(gòu)
在標準C/C++中，我們可通過tm結(jié)構(gòu)來獲得日期和時間，tm結(jié)構(gòu)在time.h中的定義如下：
#ifndef _TM_DEFINED
struct 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 - 取值區(qū)間為[0,23] */
int tm_mday; /* 一個月中的日期 - 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; /* 夏令時標識符，實行夏令時的時候，tm_isdst為正。不實行夏令時的進候，tm_isdst為0;不了解情況時，tm_isdst()為負。*/
};
#define _TM_DEFINED
#endif
ANSI C標準稱使用tm結(jié)構(gòu)的這種時間表示為分解時間(broken-down time)。
而日歷時間(Calendar Time)是通過time_t數(shù)據(jù)類型來表示的，用time_t表示的時間(日歷時間)是從一個時間點(例如：1970年1月1日0時0分0秒)到此時的秒數(shù)。在time.h中，我們也可以看到time_t是一個長整型數(shù)：
#ifndef _TIME_T_DEFINED
typedef long time_t; /* 時間值 */
#define _TIME_T_DEFINED /* 避免重復(fù)定義 time_t */
#endif
大家可能會產(chǎn)生疑問：既然time_t實際上是長整型，到未來的某一天，從一個時間點(一般是1970年1月1日0時0分0秒)到那時的秒數(shù)(即日歷時間)超出了長整形所能表示的數(shù)的范圍怎么辦?對time_t數(shù)據(jù)類型的值來說，它所表示的時間不能晚于2038年1月18日19時14分07秒。為了能夠表示更久遠的時間，一些編譯器廠商引入了64位甚至更長的整形數(shù)來保存日歷時間。比如微軟在Visual C++中采用了__time64_t數(shù)據(jù)類型來保存日歷時間，并通過_time64()函數(shù)來獲得日歷時間(而不是通過使用32位字的time()函數(shù))，這樣就可以通過該數(shù)據(jù)類型保存3001年1月1日0時0分0秒(不包括該時間點)之前的時間。
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(const time_t *timer);
此外，time.h還提供了兩種不同的函數(shù)將日歷時間(一個用time_t表示的整數(shù))轉(zhuǎn)換為我們平時看到的把年月日時分秒分開顯示的時間格式tm：
struct tm * gmtime(const time_t *timer);
struct tm * localtime(const time_t * timer);
通過查閱MSDN，我們可以知道Microsoft C/C++ 7.0中時間點的值(time_t對象的值)是從1899年12月31日0時0分0秒到該時間點所經(jīng)過的秒數(shù)，而其它各種版本的Microsoft C/C++和所有不同版本的Visual C++都是計算的從1970年1月1日0時0分0秒到該時間點所經(jīng)過的秒數(shù)。
3.與日期和時間相關(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)對時間進行操作。這些操作包括取當前時間、計算時間間隔、以不同的形式顯示時間等內(nèi)容。
4. 獲得日歷時間
我們可以通過time()函數(shù)來獲得日歷時間(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)在的日歷時間，同時也可以通過返回值返回現(xiàn)在的日歷時間，即從一個時間點(例如：1970年1月1日0時0分0秒)到現(xiàn)在此時的秒數(shù)。如果參數(shù)為空(NUL)，函數(shù)將只通過返回值返回現(xiàn)在的日歷時間，比如下面這個例子用來顯示當前的日歷時間：
運行的結(jié)果與當時的時間有關(guān)，我當時運行的結(jié)果是：
/* Date : 10/24/2007 */
/* Author: Eman Lee */
#include "stdio.h"
#include "stdlib.h"
#include "time.h"
int main(void)
{
time_t lt;
lt =time(NULL);
printf("The Calendar Time now is %d ",lt);
return 0;
}
The Calendar Time now is 1122707619
其中1122707619就是我運行程序時的日歷時間。即從1970-01-01 08:00:00到此時的秒數(shù)。
5. 獲得日期和時間
這里說的日期和時間就是我們平時所說的年、月、日、時、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名為tm的結(jié)構(gòu)體中，那么如何將一個日歷時間保存為一個tm結(jié)構(gòu)的對象呢?
其中可以使用的函數(shù)是gmtime()和localtime()，這兩個函數(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)是將日歷時間轉(zhuǎn)化為世界標準時間(即格林尼治時間)，并返回一個tm結(jié)構(gòu)體來保存這個時間，而localtime()函數(shù)是將日歷時間轉(zhuǎn)化為本地時間。比如現(xiàn)在用gmtime()函數(shù)獲得的世界標準時間是2005年7月30日7點18分20秒，那么我用localtime()函數(shù)在中國地區(qū)獲得的本地時間會比世界標準時間晚8個小時，即2005年7月30日15點18分20秒。下面是個例子：
//本地時間,世界標準時間
/* Date : 10/24/2007 */
/* Author: Eman Lee */
#include "stdio.h"
#include "stdlib.h"
#include "time.h"
int main(void)
{
struct tm *local;
time_t t;
t=time(NULL);
local=localtime(&t);
printf("Local hour is: %d:%d:%d ",local->tm_hour,local->tm_min,local->tm_sec);
local=gmtime(&t);
printf("UTC hour is: %d:%d:%d ",local->tm_hour,local->tm_min,local->tm_sec);
return 0;
}
運行結(jié)果是：
Local hour is: 23:17:47
UTC hour is: 15:17:47
6. 固定的時間格式
我們可以通過asctime()函數(shù)和ctime()函數(shù)將時間以固定的格式顯示出來，兩者的返回值都是char*型的字符串。返回的時間格式為：
星期幾 月份 日期 時:分:秒 年