C标准库——time.h学习

早上做题时碰到了这样一题：

中国有句俗语叫“三天打鱼两天晒网”。某人从1990年1月1日起开始“三天打鱼两天晒网”，问这个人在以后的某一天中是“打鱼”还是“晒网”。

题目解起来并不难，只要计算那天至1990年1月1日是多少天，然后对结果取模分析即可。计算天数时，突然想起了一直没接触的time.h，于是便进行了对其的学习。

一、表示时间的三种方式

1、日历时间（calendar time），是从一个标准时间点（epoch）到现在的时间经过的秒数，不包括插入闰秒对时间的调整。开始计时的标准时间点，各种编译器一般使用1970年1月1日0时0秒。日历时间用数据类型time_t表示。time_t类型实际上一般是32位或64位整数类型。

2、时钟滴答数（clock tick），从进程启动开始计时，因此这是相对时间。每秒钟包含CLOCKS_PER_SEC（time.h中定义的常量，一般为1000）个时钟滴答。时钟滴答数用数据类型clock_t表示。clock_t类型一般是32位整数类型。

3、分解时间(broken-down time)，用结构数据类型tm表示，tm包含下列结构成员，注意一月份用0表示：

Member	Description
int tm_hour	hour (0 – 23)
int tm_isdst	夏令时 enabled (> 0), disabled (= 0), or unknown (< 0)
int tm_mday	day of the month (1 – 31)
int tm_min	minutes (0 – 59)
int tm_mon	month (0 – 11, 0 = January)
int tm_sec	seconds (0 – 60, 60 = Leap second)
int tm_wday	day of the week (0 – 6, 0 = Sunday)
int tm_yday	day of the year (0 – 365)
int tm_year	year since 1900

二、从计算机系统获得时间的方式

1、time_t time(time_t* timer)

得到从标准计时点（一般是1970年1月1日00:00:00）到当前时间的秒数。当参数不为空指针的时候，将时间存入该地址。

time_t t1 = time(NULL);

 

2、clock_t clock(void)

得到从进程启动到此次函数调用的累计的时钟滴答数。

三、三种时间日期数据类型的转换函数

1、struct tm* gmtime(const time_t* timer)  //常用

从日历时间time_t到分解时间tm的转换。函数返回的是一个静态分配的tm结构存储空间，该存储空间被gmtime, localtime与ctime函数所共用. 这些函数的每一次调用会覆盖这块tm结构存储空间的内容。注意，返回的值是指针，参数也是指针。

tm t2 = *gmtime(&t1);

2、struct tm* gmtime_r(const time_t* timer, structtm* result)

该函数是gmtime函数的线程安全版本.

 

3、struct tm* localtime(const time_t* timer)

从日历时间time_t到分解时间tm的转换，即结果数据已经调整到本地时区与夏令时。

4、time_t mktime(struct tm* ptm)    //常用

从分解时间tm到日历时间time_t的转换。作为参数的ptm必须经过初始化，否则运行出错。调用会更新ptm中tm_wday,tm_yday(根据当前的年月日计算)。更新后会根据年月日的信息调整，但不会根据tm_wday,tm_yday的值来更新年月日。（可以从年月日更新出今天是星期几，是该年的第几天，但不能从该年的第几天推到出月份及日期）

int main(void)
{
	tm t_begine；

	//设置时间为1990年1月1日
	t_begine.tm_year = 1990 - 1900;
	t_begine.tm_mon = 0;
	t_begine.tm_mday = 1;
	t_begine.tm_hour = 0;
	t_begine.tm_min = 0;
	t_begine.tm_sec = 0;
	t_begine.tm_isdst = 0;
	
	
	t_begine.tm_wday = 4;     //星期几未知，任意设置
	cout << "更新前:" << t_begine.tm_wday << endl;
	mktime(&t_begine);    //更新
	cout << "更新后 :" << t_begine.tm_wday <

运行结果:

更新前 :4

更新后:1

原先设置日期的时候，我们并不知道是星期几，随意设置并更新后，得到了正确的日期。

5、time_t timegm(struct tm* brokentime)

从分解时间tm（被视作UTC时间，不考虑本地时区设置）到日历时间time_t的转换。该函数较少被使用。

四、时间日期数据的格式化函数

1、char *asctime(const struct tm* tmptr)

把分解时间tm输出到字符串，结果的格式为"Www Mmm ddhh:mm:ss yyyy"，即“周几 月份数日数 小时数:分钟数:秒钟数 年份数”。函数返回的字符串为静态分配，长度不大于26，与ctime函数共用。函数的每次调用将覆盖该字符串内容。

cout << asctime(&t2);

2、char* ctime(const time_t* timer)

把日历时间time_t timer输出到字符串，输出格式与asctime函数一样.

cout << ctime(&t1);

3、size_t strftime(char* s, size_t n, const char* format, const structtm* tptr)

把分解时间tm转换为自定义格式的字符串，类似于常见的字符串格式输出函数sprintf。

参数说明：

char* s：保存结果的字符串

size_t n,：字符串的最大长度

const char* format ：输出的格式信息（如同printf），格式命令列说明见下文

const struct tm* tptr：指向时间信息

格式命令列：

%a 星期几的简写

%A 星期几的全称

%b 月份的简写

%B 月份的全称

%c 标准的日期的时间串

%C 年份的前两位数字

%d 十进制表示的每月的第几天

%D 月/天/年

%e 在两字符域中，十进制表示的每月的第几天

%F 年-月-日

%g 年份的后两位数字，使用基于周的年

%G 年份，使用基于周的年

%h 简写的月份名

%H 24小时制的小时

%I 12小时制的小时

%j 十进制表示的每年的第几天

%m 十进制表示的月份

%M 十时制表示的分钟数

%n 新行符

%p 本地的AM或PM的等价显示

%r 12小时的时间

%R 显示小时和分钟：hh:mm

%S 十进制的秒数

%t 水平制表符

%T 显示时分秒：hh:mm:ss

%u 每周的第几天，星期一为第一天（值从1到7，星期一为1）

%U 第年的第几周，把星期日作为第一天（值从0到53）

%V 每年的第几周，使用基于周的年

%w 十进制表示的星期几（值从0到6，星期天为0）

%W 每年的第几周，把星期一做为第一天（值从0到53）

%x 标准的日期串

%X 标准的时间串

%y 不带世纪的十进制年份（值从0到99）

%Y 带世纪部分的十制年份

%z，%Z 时区名称，如果不能得到时区名称则返回空字符。

%% 百分号

4、char * strptime(const char* buf, const char* format, struct tm*tptr)

strftime的逆操作，把字符串按照自定义的格式转换为分解时间tm。

五、对时间数据的操作

1、double difftime(time_t timer2, time_t timer1)

比较两个日历时间之差，单位为秒。

六、例子，计算两个时间的时间跨度

#include 
#include 
#include 
using namespace std;

#define HOUR_PER_SEC    3600
#define DAY_PER_SEC     (HOUR_PER_SEC * 24)

void get_time(tm *t)
{
	cin >> t->tm_year >> t->tm_mon >> t->tm_mday;

	t->tm_year -= 1900;
	t->tm_mon--;
	t->tm_hour = 0;
	t->tm_min = 0;
	t->tm_sec = 0;
	t->tm_isdst = 0;
	t->tm_wday = 0;
	t->tm_yday = 0;

	mktime(t);    //更新tm_wday, tm_yday
}

int main(void)
{
	tm t_begine, t_end;
	time_t rap;
	char str[100];
	get_time(&t_begine);
	get_time(&t_end);

	strftime(str, sizeof(str), "%Y年%m月%d日%a", &t_begine);
	cout << "日期1为:" << str << endl;
	strftime(str, sizeof(str), "%Y年%m月%d日%a", &t_end);
	cout << "日期2为:" << str << endl;
	
	rap = mktime(&t_end) - mktime(&t_begine);

	cout << "两者相差" << rap << "秒" << endl;
	cout << "两者相差" << rap / HOUR_PER_SEC << "小时" << endl;
	cout << "两者相差" << rap / DAY_PER_SEC << "天" << endl;
	//差值函数
	cout << "两者相差" << difftime(mktime(&t_end), mktime(&t_begine)) << "秒" << endl;
	return 0;
}

输入：

1993 1 5

2001 6 8

输出：

日期1为:1993年01月05日Tue

日期2为:2001年06月08日Fri

两者相差265766400秒

两者相差73824小时

两者相差3076天

两者相差2.65766e+008秒

通过上面例子可以看见，用库函数来求时间差还是蛮方便，而且避免了是否闰年及大小月带来的误差。