Ｃ語言中關于時間的函數

　　C語言的設計目標是提供一種能以簡易的方式編譯、處理低級存儲器、產生少量的機器碼以及不需要任何運行環境支持便能運行的編程語言。下面是小編分享的C語言中關于時間的函數，一起來看一下吧。

　　一.概念

　　在C/C++中，通過學習許多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. 協調世界時，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過的秒數”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，但對一個編譯系統來說，這個標準時間點是不變的，該編譯系統中的時間對應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，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，它用此時的時間和標準時間點相差的秒數(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)，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，無論是在結構定義，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++中的計時函數是clock()，而與其相關的數據類型是clock_t。在MSDN中，查得對clock函數定義如下：

　　clock_t clock( void );

　　這個函數返回從“開啟這個程序進程”到“程序中調用clock()函數”時之間的CPU時鐘計時單元(clock tick)數，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據類型，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。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)，調用clock()函數返回的值就加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函數來計算你的機器運行一個循環或者處理其它事件到底花了多少時間：

　　/* 測量一個事件持續的時間*/

　　/* 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，你會發現這樣是不行的。在標準C/C++中，最小的計時單位是一毫秒。

　　2.與日期和時間相關的數據結構

　　在標準C/C++中，我們可通過tm結構來獲得日期和時間，tm結構在time.h中的定義如下：

　　#ifndef _TM_DEFINED

　　struct tm {

　　int tm_sec; /* 秒 – 取值區間為[0,59] */

　　int tm_min; /* 分 - 取值區間為[0,59] */

　　int tm_hour; /* 時 - 取值區間為[0,23] */

　　int tm_mday; /* 一個月中的日期 - 取值區間為[1,31] */

　　int tm_mon; /* 月份(從一月開始，0代表一月) - 取值區間為[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 – 取值區間為[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結構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數據類型來表示的，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。在time.h中，我們也可以看到time_t是一個長整型數：

　　#ifndef _TIME_T_DEFINED

　　typedef long time_t; /* 時間值 */

　　#define _TIME_T_DEFINED /* 避免重復定義 time_t */

　　#endif

　　大家可能會產生疑問：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(即日歷時間)超出了長整形所能表示的數的范圍怎么辦?對time_t數據類型的值來說，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來保存日歷時間。比如微軟在Visual C++中采用了__time64_t數據類型來保存日歷時間，并通過_time64()函數來獲得日歷時間(而不是通過使用32位字的time()函數)，這樣就可以通過該數據類型保存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，它們都是以time_t為參數類型或返回值類型的函數：

　　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將日歷時間(一個用time_t表示的整數)轉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秒到該時間點所經過的秒數，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秒到該時間點所經過的秒數。

　　3.與日期和時間相關的函數及應用

　　在本節，我將向大家展示怎樣利用time.h中聲明的函數對時間進行操作。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容。

　　4. 獲得日歷時間

　　我們可以通過time()函數來獲得日歷時間(Calendar Time)，其原型為：

　　time_t time(time_t * timer);

　　如果你已經聲明了參數timer，你可以從參數timer返回現在的日歷時間，同時也可以通過返回值返回現在的日歷時間，即從一個時間點(例如：1970年1月1日0時0分0秒)到現在此時的秒數。如果參數為空(NUL)，函數將只通過返回值返回現在的日歷時間，比如下面這個例子用來顯示當前的日歷時間：

　　運行的結果與當時的時間有關，我當時運行的結果是：

　　/* 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。

　　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節我們已經知道這些信息都保存在一個名為tm的結構體中，那么如何將一個日歷時間保存為一個tm結構的對象呢?

　　其中可以使用的函數是gmtime()和localtime()，這兩個函數的原型為：

　　struct tm * gmtime(const time_t *timer);

　　struct tm * localtime(const time_t * timer);

　　其中gmtime()函數是將日歷時間轉化為世界標準時間(即格林尼治時間)，并返回一個tm結構體來保存這個時間，而localtime()函數是將日歷時間轉化為本地時間。比如現在用gmtime()函數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()函數在中國地區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()函數和ctime()函數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

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