关于系统时间的一些time库函数-Toy模板网

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编程中经常用到时间表达及转换的函数，它们都定义在 time.h 库函数中，在此做一下总结，以方便后续查看使用。

一、几个时间概念：

1.Coordinated Universal Time(UTC)

协调世界时，又称世界标准时间，也即格林威治标准时间(Greenwich Mean Time,GMT)，中国内地的时间与UTC得时差为+8，也即UTC+8，美国为UTC-5。

2.Calendar Time

日历时间，是用"从一个标准时间点到此时的时间经过的秒数"来表示的时间。标准时间点对不同编译器可能会不同，但对一个编译系统来说，标准时间是不变的。一般是表示距离UTC时间 1970-01-01 00:00:00的秒数。

3.epoch

时间点。在标准c/c++中是一个整数，用此时的时间和标准时间点相差的秒数（即日历时间）来表示。

4.clock tick

时钟计时单元（而不叫做时钟滴答次数），一个时钟计时单元的时间长短是由cpu控制的，一个clock tick不是cpu的一个时钟周期，而是c/c++的一个基本计时单位。

二、time.h 的定义

time.h 头文件声明了四个变量类型、两个宏和各种操作日期和时间的函数。

其中4个变量：

size_t	是无符号整数类型，它是 sizeof 关键字的结果。
clock_t	这是一个适合存储处理器时间的类型，类型为unsigned long
time_t	这是一个适合存储日历时间类型。
struct tm	这是一个用来保存时间和日期的结构。

tm 结构体定义如下：

struct tm
{
  int tm_sec;     */\* 秒，范围从 0 到 59    \*/*
  int tm_min;     */\* 分，范围从 0 到 59    \*/*
  int tm_hour;     */\* 小时，范围从 0 到 23   \*/*
  int tm_mday;     */\* 一月中的第几天，范围从 1 到 31   \*/*
  int tm_mon;     */\* 月，范围从 0 到 11(注意)  \*/*
  int tm_year;     */\* 自 1900 年起的年数    \*/*
  int tm_wday;     */\* 一周中的第几天，范围从 0 到 6 \*/*
  int tm_yday;     */\* 一年中的第几天，范围从 0 到 365  \*/*
  int tm_isdst;    */\* 夏令时        \*/*
};

两个宏：

NULL	这个宏是一个空指针常量的值。
CLOCKS_PER_SEC	这个宏表示每秒的处理器时钟个数。用于将clock()函数的结果转化为以秒为单位的量，这个量的具体值是与操作系统相关的，通常为1000。

三、time库函数

1.clock函数

函数原型： clock_t clock(void)

函数返回：返回clock函数执行起（一般为程序的开头），处理器时钟所使用的时间。

函数功能：用来计算程序或程序的某一段的执行时间。

实例：

#include<stdio.h>
#include<time.h>

int main()
{
  clock_t start_t,finish_t;
  double total_t = 0;
  int i = 0;
  start_t = clock();
  for(;i<100000;++i)
  {
    *//do someting;*
  }
  finish_t = clock();
  total_t = (double)(finish_t - start_t) / CLOCKS_PER_SEC;*//将时间转换为秒*

  printf("CPU 占用的总时间：%f**\n**", total_t);
  return 0;
}

2.time函数

函数原型: time_t time(time_t *timer)

参数说明: timer=NULL时得到当前日历时间（从1970-01-01 00:00:00到现在的秒数），timer=时间数值时，用于设置日历时间，time_t是一个unsigned long类型。如果 timer不为空，则返回值也存储在变量 timer中。

函数功能: 得到当前日历时间或者设置日历时间

函数返回: 当前日历时间

实例：

#include <stdio.h>
#include <time.h>

int main ()
{
 time_t seconds;

 seconds = time(NULL);
 printf("自 1970-01-01 起的小时数 = %ld**\n**", seconds/3600);

 return(0);
}

3.asctime函数

函数原型: char* asctime(struct tm * ptr)

函数功能:将结构struct tm * ptr所表示的时间以字符串表示

函数返回: 返回的时间字符串格式为：星期,月,日,小时:分:秒,年

参数说明: 结构指针ptr应通过函数localtime()或gmtime()得到

实例：

#include <stdio.h>
#include <time.h>

int main()
{
  struct tm t;*//更多情况下是通过localtime函数及gmtime函数获得tm结构*

  t.tm_sec   = 10;
  t.tm_min   = 10;
  t.tm_hour  = 6;
  t.tm_mday  = 25;
  t.tm_mon   = 2;
  t.tm_year  = 89;
  t.tm_wday  = 6;

  printf("%s**\n**",asctime(&t));

  return(0);
}

4.localtime函数

函数原型: struct tm *localtime(const time_t *timer)

函数功能: 使用 timer 的值来填充 tm 结构。timer 的值被分解为 tm 结构，并用本地时区表示。

函数返回: 以tm结构表达的时间

实例：

#include <stdio.h>
#include <time.h>

int main ()
{
  time_t timer;
  struct tm *Now;

  time( &timer );
  Now = localtime( &timer );
  printf("当前的本地时间和日期：%s", asctime(Now));

  return(0);
}

5.ctime函数

函数原型: char *ctime(const time_t * timer)

函数功能: 将日历时间参数timer转换为一个表示本地当前时间的字符串

函数返回: 返回字符串格式：星期,月,日,小时:分:秒,年

参数说明: timer参数应由函数time获得，其等价于 astime( localtime(timer) )

实例：

#include <stdio.h>
#include <time.h>

int main ()
{
  time_t curtime;
  time(&curtime);
  printf("当前时间 = %s", ctime(&curtime));

  return(0);
}

6.difftime函数

函数原型: double difftime(time_t time2, time_t time1)

函数功能: 得到两次机器时间差，单位为秒

函数返回: 时间差，单位为秒

参数说明: time1,time2分别表示两个不同的机器时间，该参数应使用time函数获得

实例：

#include <time.h>  
#include <stdio.h>  
int main() 
{ 
  time_t first,second; 
  time(&first); 
  sleep(2000); 
  time(&second);
  printf("The difference is: %f seconds",difftime(second,first)); 

  return 0; 
}

7.gmtime函数

函数原型: struct tm *gmtime(time_t *timer)

函数功能: 得到以结构tm表示的时间信息，并用格林威治标准时间表示

函数返回: 以结构tm表示的时间信息指针

参数说明: timer用函数time()得到的时间信息

实例：

#include <stdio.h>
#include <time.h>

#define BST (+1)
#define CCT (+8)

int main ()
{

  time_t rawtime;
  struct tm *info;

  time(&rawtime);
  */\* 获取 GMT 时间 \*/*
  info = gmtime(&rawtime );

  printf("当前的世界时钟：**\n**");
  printf("伦敦：%2d:%02d**\n**", (info->tm_hour+BST)%24, info->tm_min);
  printf("中国：%2d:%02d**\n**", (info->tm_hour+CCT)%24, info->tm_min);

  return(0);
}

8.mktime函数

函数原型：time_t mktime(struct tm *timeptr)

函数功能：把 timeptr 所指向的结构转换为一个依据本地时区的 time_t 值

函数返回：该函数返回一个 time_t 值，该值对应于以参数传递的日历时间。如果发生错误，则返回 -1 值。

实例：

#include <stdio.h>
#include <time.h>

int main ()
{
  int ret;
  struct tm info;
  char buffer[80];

  info.tm_year = 2001 - 1900;
  info.tm_mon = 7 - 1;
  info.tm_mday = 4;
  info.tm_hour = 0;
  info.tm_min = 0;
  info.tm_sec = 1;
  info.tm_isdst = -1;

  ret = mktime(&info);
  if( ret == -1 )
  {
    printf("错误：不能使用 mktime 转换时间。**\n**");
  }
  else
  {
   strftime(buffer, sizeof(buffer), "%c", &info );
   print(buffer);
  }

  return(0);
}

9.strftime函数

函数原型: size_t strftime( char *strDest, size_t maxsize, const char *format, const struct tm *timeptr);

函数功能: 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。

参数说明: 转化结果存在s中，最多maxsize个字符写到s中

函数返回: 该函数返回向strDest指向的字符串中放置的字符数（不包括'\0'），如果字符数多于maxsize，函数返回0。

实例：

/*format如下：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
*/

#include <stdio.h>
#include <time.h>

int main ()
{
  time_t rawtime;
  struct tm *info;
  char buffer[80];

  time( &rawtime );

  info = localtime( &rawtime );

  strftime(buffer,80,"%Y%m%e_%H%M%S", info);*//以年月日_时分秒的形式表示当前时间*
  printf("%s**\n**", buffer );

  return(0);
}

最后再补充一个比较综合一点的例子：求给定时间和现在的系统时间的差。

#include <stdio.h>
#include <time.h>

void formatTime(int seconds, int *hours, int *minutes, int *seconds_remain) {
    seconds %= 3600;
	*hours = seconds / 3600;
    *minutes = seconds / 60;
    *seconds_remain = seconds % 60;
}

int main()
{
    int ret;
    struct tm info;
    char buffer[80];
//给定时间2023年7月25日10点54分01秒
    info.tm_year = 2023 - 1900;
    info.tm_mon = 7 - 1;
    info.tm_mday = 25;
    info.tm_hour = 10;
    info.tm_min = 54;
    info.tm_sec = 1;
    info.tm_isdst = -1;

    ret = mktime(&info);
    if (ret == -1)
    {
        printf("错误：不能使用 mktime 转换时间。**\n**");
    }
    else
    {
        strftime(buffer, sizeof(buffer), "%c", &info);
        printf("指定时间：%s\n", buffer);
    }

    time_t currentTime;
    time(&currentTime);
    char *timeStr = ctime(&currentTime); // 将time_t时间值转换为字符串格式
    printf("当前系统时间：%s\n", timeStr);

    // 计算时间差值
    double diff = difftime(currentTime, ret);

    int hours, minutes, seconds_remain;
    formatTime((int)diff, &hours, &minutes, &seconds_remain);
    printf("时间差值为：%d小时 %d分钟 %d秒\n", hours, minutes, seconds_remain);

    return 0;
}

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