計時函數

所謂“時”，可以分成時間點和時間段兩大類，時間點的概念就好比知道現在是幾時幾分，而時間段主要用於計量這段程序運行了多久，或者用於定時觸發中斷。C/C++中有多種方法可以實現計時。

1. 用time()得到時間點

需要包含頭文件<time.h>或者是<ctime>，time()的函數原型爲：

time_t time ( time_t * timer );

其中time_t是64位的整型，用於計算自1970年1月1日以來逝去的秒數，既可以通過返回值來得到秒數，也可以通過傳入參數來獲得秒數，函數的使用方法如下：

1 int main()
2 {
3     const time_t t = time(NULL); // time_t t = 0; time(&t);也可以
4     cout << "自1970年以來，已經過去了 " << t << " 秒" << endl;
5 }

運行結果如下：

可以通過兩次時間點之差來獲得時間段。由time()得到的僅僅是一個很大的秒數，怎樣才能將之轉換成我們日常生活中能用到的年、月、日、時、分和秒呢？

 

2. 用localtime()得到有意義的時間點

需要包含頭文件<time.h>或者是<ctime>，localtime()的函數原型如下：

struct tm * localtime ( const time_t * timer );

返回的是名爲tm的結構體，而tm結構體中則存儲了諸如年、月、日之類的有意義的時間點，函數的用法如下：

 1 int main()
 2 {
 3 const time_t t = time(NULL);
 4     tm* currentTime = localtime(&t);
 5     cout << "當前年：" << 1900 + currentTime->tm_year << endl
 6         << "當前月：" << currentTime->tm_mon + 1 << endl
 7         << "當前日：" << currentTime->tm_mday << endl
 8         << "當前時：" << currentTime->tm_hour  << endl
 9         << "當前分：" << currentTime->tm_min << endl
10         << "當前秒：" << currentTime->tm_sec << endl;
11     cout << "今天是星期 " << currentTime->tm_wday << endl
12         << "今天是年中的第 " << currentTime->tm_yday + 1 << " 天" << endl;
13 }

首先用time函數得到自元年以來逝去的秒數，接着由localtime(秒數)即可得到存儲有意義時間點的結構體，tm結構體中的tm_year表示自1900年以來逝去的年，所以要輸出現在是多少年，要記得加上1900；tm_mon表示當前月，注意這裏的取值範圍是[0, 11]，所以對之+1則得到生活意義上的月；表示當前天的情況稍稍複雜一些，比如今年是2013年1月5日，常用的天是5，即今天是本月的第5天，用tm_mday表示，mday表示month day；也可以說今天是週六，即今天是本週的第6天，用tm_wday表示，wday表示week day；同樣也可以說今天是整個一年中的第5天，即今天是本年的第5天，用tm_yday表示，yday表示year day，注意1月1號的tm_yday是0，所以對之+1以更符合生活上的概念。下面的時、分、秒的概念也就相對容易了，用tm_hour表示時，tm_min表示分，tm_sec表示秒。

上面程序的運行結果如下：

下面我們列個表總結一下：

tm_year            當前年（自1900年以來逝去的年數，一般對之+1900）

tm_mon            當前月（注意起始是0，所以一般對之+1）

tm_mday          當前日

tm_wday          星期幾

tm_yday           年中的第幾天（注意起始是0，所以一般對之+1）

tm_hour           當前時

tm_min             當前分

tm_sec             當前秒

如果你用的是Visual Studio的編譯器，那麼直接使用localtime()函數，編譯器會給出warning，說這個函數不安全，並推薦使用localtime_s()。localtime_s()的函數接口如下：

errno_t localtime_s(

   struct tm* _tm,

   const time_t *time

);

我看了一下微軟的文檔，貌似這個函數對原來函數的“安全”改進就在於用返回值判斷函數運行是否成功。所以很簡單地，我們只要把上述程序傳入的參數形式修改一下：

 1 int main()
 2 {
 3 const time_t t = time(NULL);
 4     tm currentTime = {0};
 5     int err = localtime_s(&currentTime, &t);
 6     if(err)
 7     {
 8         cout << "函數運行不成功！" << endl;
 9         exit(1);
10     }
11     cout << "當前年：" << 1900 + currentTime.tm_year << endl
12         << "當前月：" << currentTime.tm_mon + 1 << endl
13         << "當前日：" << currentTime.tm_mday << endl
14         << "當前時：" << currentTime.tm_hour  << endl
15         << "當前分：" << currentTime.tm_min << endl
16         << "當前秒：" << currentTime.tm_sec << endl;
17     cout << "今天是星期 " << currentTime.tm_wday << endl
18         << "今天是年中的第 " << currentTime.tm_yday + 1 << " 天" << endl;
19 }

tm結構體中能表示的最小單位是“秒”，在有些實時應用時，可能需要更精確的度量，該怎麼辦呢？

 

3. 用<windows.h>中的GetLocalTime()函數得到有意義的時間點

windows.h頭文件中的GetLocalTime()函數可以精確到毫秒，函數接口如下：

void GetLocalTime(SYSTEMTIME* systemTime);

SYSTEMTIME是類似於tm的結構體，使用方法很簡單，如下面的程序所示，

 1 int main()
 2 {
 3     SYSTEMTIME systemTime;
 4     GetLocalTime(&systemTime);
 5     cout << "當前年：" << systemTime.wYear << endl
 6         << "當前月：" << systemTime.wMonth << endl
 7         << "當前日：" << systemTime.wDay << endl
 8         << "當前時：" << systemTime.wHour << endl
 9         << "當前分：" << systemTime.wMinute << endl
10         << "當前秒：" << systemTime.wSecond << endl
11         << "當前毫秒：" << systemTime.wMilliseconds << endl;
12     cout << "當前是星期 " << systemTime.wDayOfWeek << endl;
13     return 0;
14 }

運行結果如下：

可以看到，SYSTEMTIME結構體中的成員都是生活意義上的，不用+1或者+1900來修正，其實看變量名也已經知道它的含義了，但在這裏還是不妨做個表：

wYear                　　當前年

wMonth            　　 當前月

wDay                 　　當前日

wHour               　　當前時

wMinute          　　   當前分

wSecond           　　 當前秒

wMilliseconds 　　　　當前毫秒

wDayOfWeek   　　　當前是星期幾

 

time()，localtime()以及GetLocalTime()都只需要系統自帶的頭文件即可，boost庫中亦提供了很方便的計時函數，還提供了顯示進度的功能，有的函數可以精確到微秒，我將在下一篇博文中進行介紹。