C/C++日期时间处理
3．与日期和时间相关的数据结构
在标准C/C++中，我们可通过tm结构来获得日期和时间，tm结构在time.h中的定义如下：
#ifndef _TM_DEFINED
struct tm {
int tm_sec;
int tm_min;
int tm_hour;
int tm_mday;
int tm_mon;
int tm_year;
int tm_wday;
int tm_yday;
int tm_isdst;
};
#define _TM_DEFINED
#endif
ANSI C标准称使用tm结构的这种时间表示为分解时间(broken-down time)。而日历时间（Calendar Time）是通过time_t数据类型来表示的，用time_t表示的时间（日历时间）是从一个时间点（例如：1970年1月1日0时0分0秒）到此时的秒数。在time.h中，我们也可以看到time_t是一个长整型数：
#ifndef _TIME_T_DEFINED
typedef long time_t;
#define _TIME_T_DEFINED
#endif
大家可能会产生疑问：既然time_t实际上是长整型，到未来的某一天，从一个时间点（一般是1970年1月1日0时0分0秒）到那时的秒数（即日历时间）超出了长整形所能表示的数的范围怎么办？对time_t数据类型的值来说，它所表示的时间不能晚于2038年1月18日19时14分07秒。为了能够表示更久远的时间，一些编译器厂商引入了64位甚至更长的整形数来保存日历时间。比如微软在Visual C++中采用了__time64_t数据类型来保存日历时间，并通过_time64()函数来获得日历时间（而不是通过使用32位字的time()函数），这样就可以通过该数据类型保存3001年1月1日0时0分0秒（不包括该时间点）之前的时间。
在time.h头文件中，我们还可以看到一些函数，它们都是以time_t为参数类型或返回值类型的函数：
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还提供了两种不同的函数将日历时间（一个用time_t表示的整数）转换为我们平时看到的把年月日时分秒分开显示的时间格式tm：
struct tm * gmtime(const time_t *timer);
struct tm * localtime(const time_t * timer);
4．与日期和时间相关的函数及应用
在本节，我将向大家展示怎样利用time.h中声明的函数对时间进行操作。这些操作包括取当前时间、计算时间间隔、以不同的形式显示时间等内容。
4.1 获得日历时间
我们可以通过time()函数来获得日历时间（Calendar Time），其原型为：
time_t time(time_t * timer);
如果你已经声明了参数timer，你可以从参数timer返回现在的日历时间，同时也可以通过返回值返回现在的日历时间，即从一个时间点（例如：1970年 1月1日0时0分0秒）到现在此时的秒数。如果参数为空（NUL），函数将只通过返回值返回现在的日历时间，比如下面这个例子用来显示当前的日历时间：
#include "time.h"
#include "stdio.h"
int main(void)
{
struct tm *ptr;
time_t lt;
lt =time(NULL);
printf("The Calendar Time now is %d\n",lt);
return 0;
}
运行的结果与当时的时间有关，我当时运行的结果是：
The Calendar Time now is 1122707619
其中1122707619就是我运行程序时的日历时间。即从1970年1月1日0时0分0秒到此时的秒数。
4.2 获得日期和时间
这里说的日期和时间就是我们平时所说的年、月、日、时、分、秒等信息。从第2节我们已经知道这些信息都保存在一个名为tm的结构体中，那么如何将一个日历时间保存为一个tm结构的对象呢？
其中可以使用的函数是gmtime()和localtime()，这两个函数的原型为：
struct tm * gmtime(const time_t *timer);
struct tm * localtime(const time_t * timer);
其中gmtime()函数是将日历时间转化为世界标准时间（即格林尼治时间），并返回一个tm结构体来保存这个时间，而localtime()函数是将日历时间转化为本地时间。比如现在用gmtime()函数获得的世界标准时间是2005年7月30日7点18分20秒，那么我用localtime()函数在中国地区获得的本地时间会比世界标准时间晚8个小时，即2005年7月30日15点18分20秒。下面是个例子：
#include "time.h"
#include "stdio.h"
int main(void)
{
struct tm *local;
time_t t;
t=time(NULL);
local=localtime(&t);
printf("Local hour is: %d\n",local->tm_hour);
local=gmtime(&t);
printf("UTC hour is: %d\n",local->tm_hour);
return 0;
}
运行结果是：
Local hour is: 15
UTC hour is: 7
4.3 固定的时间格式
我们可以通过asctime()函数和ctime()函数将时间以固定的格式显示出来，两者的返回值都是char*型的字符串。返回的时间格式为：
星期几 月份 日期 时:分:秒 年\n\0
例如：Wed Jan 02 02:03:55 1980\n\0
其中\n是一个换行符，\0是一个空字符，表示字符串结束。下面是两个函数的原型：
char * asctime(const struct tm * timeptr);
char * ctime(const time_t *timer);
其中asctime()函数是通过tm结构来生成具有固定格式的保存时间信息的字符串，而ctime()是通过日历时间来生成时间字符串。这样的话， asctime（）函数只是把tm结构对象中的各个域填到时间字符串的相应位置就行了，而ctime（）函数需要先参照本地的时间设置，把日历时间转化为本地时间，然后再生成格式化后的字符串。在下面，如果t是一个非空的time_t变量的话，那么：
printf(ctime(&t));
等价于：
struct tm *ptr;
ptr=localtime(&t);
printf(asctime(ptr));
那么，下面这个程序的两条printf语句输出的结果就是不同的了（除非你将本地时区设为世界标准时间所在的时区）：
#include "time.h"
#include "stdio.h"
int main(void)
{
struct tm *ptr;
time_t lt;
lt =time(NULL);
ptr=gmtime(lt);
printf(asctime(ptr));
printf(ctime(lt));
return 0;
}
运行结果：
Sat Jul 30 08:43:03 2005
Sat Jul 30 16:43:03 2005
4.4自定义时间格式
我们可以使用strftime（）函数将时间格式化为我们想要的格式。它的原型如下：
size_t strftime(
char *strDest,
size_t maxsize,
const char *format,
const struct tm *timeptr
);
我们可以根据format指向字符串中格式命令把timeptr中保存的时间信息放在strDest指向的字符串中，最多向strDest中存放maxsize个字符。该函数返回向strDest指向的字符串中放置的字符数。
函数strftime()的操作有些类似于sprintf()：识别以百分号(%)开始的格式命令集合，格式化输出结果放在一个字符串中。格式化命令说明串 strDest中各种日期和时间信息的确切表示方法。格式串中的其他字符原样放进串中。格式命令列在下面，它们是区分大小写的。
%a 星期几的简写
%A 星期几的全称
%b 月分的简写
%B 月份的全称
%c 标准的日期的时间串
%C 年份的后两位数字
%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 年分，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0到6，星期一为0）
%U 第年的第几周，把星期日做为第一天（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 带世纪部分的十进制年份
%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
如果想显示现在是几点了，并以12小时制显示，就象下面这段程序：
#include “time.h”
#include “stdio.h”
int main(void)
{
struct tm *ptr;
time_t lt;
char str[80];
lt=time(NULL);
ptr=localtime(lt);
strftime(str,100,"It is now %I %p",ptr);
printf(str);
return 0;
}
其运行结果为：
It is now 4PM
而下面的程序则显示当前的完整日期：
#include <stdio.h>
#include <time.h>
void main( void )
{
struct tm *newtime;
char tmpbuf[128];
time_t lt;
time(lt );
newtime=localtime(lt);
strftime( tmpbuf, 128, "Today is %A, day %d of %B in the year %Y.\n", newtime);
printf(tmpbuf);
}
运行结果：
Today is Saturday, day 30 of July in the year 2005.
4.5 计算持续时间的长度
有时候在实际应用中要计算一个事件持续的时间长度，比如计算打字速度。在第1节计时部分中，我已经用clock函数举了一个例子。Clock()函数可以精确到毫秒级。同时，我们也可以使用difftime()函数，但它只能精确到秒。该函数的定义如下：
double difftime(time_t time1, time_t time0);
虽然该函数返回的以秒计算的时间间隔是double类型的，但这并不说明该时间具有同double一样的精确度，这是由它的参数觉得的（time_t是以秒为单位计算的）。比如下面一段程序：
#include "time.h"
#include "stdio.h"
#include "stdlib.h"
int main(void)
{
time_t start,end;
start = time(NUL);
system("pause");
end = time(NUL);
printf("The pause used %f seconds.\n",difftime(end,start));//<-
system("pause");
return 0;
}
运行结果为：
请按任意键继续. . .
The pause used 2.000000 seconds.
请按任意键继续. . .
可以想像，暂停的时间并不那么巧是整整2秒钟。其实，你将上面程序的带有“//<-”注释的一行用下面的一行代码替换：
printf("The pause used %f seconds.\n",end-start);
其运行结果是一样的。
4.6 分解时间转化为日历时间
这里说的分解时间就是以年、月、日、时、分、秒等分量保存的时间结构，在C/C++中是tm结构。我们可以使用mktime（）函数将用tm结构表示的时间转化为日历时间。其函数原型如下：
time_t mktime(struct tm * timeptr);
其返回值就是转化后的日历时间。这样我们就可以先制定一个分解时间，然后对这个时间进行操作了，下面的例子可以计算出1997年7月1日是星期几：
#include "time.h"
#include "stdio.h"
#include "stdlib.h"
int main(void)
{
struct tm t;
time_t t_of_day;
t.tm_year=1997-1900;
t.tm_mon=6;
t.tm_mday=1;
t.tm_hour=0;
t.tm_min=0;
t.tm_sec=1;
t.tm_isdst=0;
t_of_day=mktime(&t);
printf(ctime(&t_of_day));
return 0;
}
运行结果：
Tue Jul 01 00:00:01 1997
现在注意了，有了mktime()函数，是不是我们可以操作现在之前的任何时间呢？你可以通过这种办法算出1945年8月15号是星期几吗？答案是否定的。因为这个时间在1970年1月1日之前，所以在大多数编译器中，这样的程序虽然可以编译通过，但运行时会异常终止。