徹底搞清楚 C/C++ 中日期和時間 time_t 與 struct tm,time(NULL),ctime;strftime
| 123456789101112131415161718 | #include <stdio.h>#include <stdlib.h>#include <time.h>intmain(void){longi=10000000L;clock_t start,finish;doubleduration;/* 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 |
在筆者的機器上，執行結果如下：
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，那麼計時的精度也為1毫秒，那麼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。
3．與日期和時間相關的資料結構
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：
| 1234567891011121314 | #ifndef _TM_DEFINEDstructtm{inttm_sec;/* 秒 – 取值區間為[0,59] */inttm_min;/* 分 - 取值區間為[0,59] */inttm_hour;/* 時 - 取值區間為[0,23] */inttm_mday;/* 一個月中的日期 - 取值區間為[1,31] */inttm_mon;/* 月份（從一月開始，0代表一月） - 取值區間為[0,11] */inttm_year;/* 年份，其值等於實際年份減去1900 */inttm_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 */inttm_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 */inttm_isdst;/* 夏令時識別符號，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；不瞭解情況時，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)。
而日曆時間（Calendar Time）是通過time_t資料型別來表示的，用time_t表示的時間（日曆時間）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：
| 1234 | #ifndef _TIME_T_DEFINEDtypedeflongtime_t;/* 時間值 */#define _TIME_T_DEFINED /* 避免重複定義 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（即日曆時間） 超出了長整形所能表示的數的範圍怎麼辦？對time_t資料型別的值來說，它所表示的時間不能晚於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儲存日曆時間。比如微軟在Visual C++中採用了__time64_t資料型別來儲存日曆時間，並通過_time64()函式來獲得日曆時間（而不是通過使用32位字的time()函 數），這樣就可以通過該資料型別儲存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標頭檔案中，我們還可以看到一些函式，它們都是以time_t為引數型別或返回值型別的函式：
| 12345 | doubledifftime(time_t time1,time_t time0);time_t mktime(structtm *timeptr);time_t time(time_t *timer);char*asctime(conststructtm *timeptr);char*ctime(consttime_t *timer); |
此外，time.h還提供了兩種不同的函式將日曆時間（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：
| 12 | structtm *gmtime(consttime_t *timer);structtm *localtime(consttime_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物件的值）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。
4．與日期和時間相關的函式及應用
在本節，我將向大家展示怎樣利用time.h中宣告的函式對時間進行操作。這些操作包括取當前時間、算時間間隔、以不同的形式顯示時間等內容。
4.1 獲得日曆時間
我們可以通過time()函式來獲得日曆時間（Calendar Time），其原型為：
| 1 | time_t time(time_t *timer); |
如 果你已經聲明瞭引數timer，你可以從引數timer返回現在的日曆時間，同時也可以通過返回值返回現在的日曆時間，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。如果引數為空（NULL），函式將只通過返回值返回現在的日曆時間，比如下面這個例子用來顯示當前的日曆時 間：
| 1234567891011 | #include <time.h>#include <stdio.h>intmain(void){structtm *ptr;time_t lt;lt=time(NULL);printf("The Calendar Time now is %d/n",lt);return0;} |
執行的結果與當時的時間有關，我當時執行的結果是：
The Calendar Time now is 1122707619
其中1122707619就是我執行程式時的日曆時間。即從1970年1月1日0時0分0秒到此時的秒數。
4.2 獲得日期和時間
這裡說的日期和時間就是我們平時所說的年、月、日、時、分、秒等資訊。從第2節我們已經知道這些資訊都儲存在一個名為tm的結構體中，那麼如何將一個日曆時間儲存為一個tm結構的物件呢？
其中可以使用的函式是gmtime()和localtime()，這兩個函式的原型為：
| 12 | structtm *gmtime(consttime_t *timer); structtm *localtime(consttime_t *timer); |
其 中gmtime()函式是將日曆時間轉化為世界標準時間（即格林尼治時間），並返回一個tm結構體來儲存這個時間，而localtime()函式是將日曆 時間轉化為本地時間。比如現在用gmtime()函式獲得的世界標準時間是2005年7月30日7點18分20秒，那麼我用localtime()函式在 中國地區獲得的本地時間會比時間標準時間晚8個小時，即2005年7月30日15點18分20秒。下面是個例子：
| 1234567891011121314 | #include <time.h>#include <stdio.h>intmain(void){structtm *local;time_tt;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);return0;} |
執行結果是：
Local hour is: 15
UTC hour is: 7
4.3 固定的時間格式
我們可以通過asctime()函式和ctime()函式將時間以固定的格式顯示出來，兩者的返回值都是char*型的字串。返回的時間格式為：
星期幾 月份 日期 時:分:秒 年/n/0
例如：Wed Jan 02 02:03:55 1980/n/0
其中/n是一個換行符，/0是一個空字元，表示字串結束。下面是兩個函式的原型：
| 12 | char*asctime(conststructtm *timeptr);char*ctime(consttime_t *timer); |
其 中asctime()函式是通過tm結構來生成具有固定格式的儲存時間資訊的字串，而ctime()是通過日曆時間來生成時間字串。這樣的話， asctime（）函式只是把tm結構物件中的各個域填到時間字串的相應位置就行了，而ctime（）函式需要先參照本地的時間設定，把日曆時間轉化為 本地時間，然後再生成格式化後的字串。在下面，如果lt是一個非空的time_t變數的話，那麼：
printf(ctime(<));
等價於：
struct tm *ptr;
ptr=localtime(printf(asctime(ptr));
那麼，下面這個程式的兩條printf語句輸出的結果就是不同的了（除非你將本地時區設為世界標準時間所在的時區）：
| 12345678910111213 | #include <time.h>#include <stdio.h>intmain(void){structtm *ptr;time_t lt;lt=time(NULL);ptr=gmtime(<);printf(asctime(ptr));printf(ctime(<));return0;} |
執行結果：
Sat Jul 30 08:43:03 2005
Sat Jul 30 16:43:03 2005
4.4 自定義時間格式
我們可以使用strftime（）函式將時間格式化為我們想要的格式。它的原型如下：
| 123456 | size_t strftime(char*strDest,size_t maxsize,constchar*format,conststructtm *timeptr); |
我們可以根據format指向字串中格式命令把timeptr中儲存的時間資訊放在strDest指向的字串中，最多向strDest中存放maxsize個字元。該函式返回向strDest指向的字串中放置的字元數。
函 數strftime()的操作有些類似於sprintf()：識別以百分號(%)開始的格式命令集合，格式化輸出結果放在一個字串中。格式化命令說明串 strDest中各種日期和時間資訊的確切表示方法。格式串中的其他字元原樣放進串中。格式命令列在下面，它們是區分大小寫的。
%a 星期幾的簡寫
%A 星期幾的全稱
%b 月分的簡寫
%B 月份的全稱
%c 標準的日期的時間串
%C 年份的後兩位數字
%d 十進位制表示的每月的第幾天
%D 月/天/年
%e 在兩字元域中，十進位制表示的每月的第幾天
%F 年-月-日
%g 年份的後兩位數字，使用基於周的年
%G 年分，使用基於周的年
%h 簡寫的月份名
%H 24小時制的小時
%I 12小時制的小時
%j 十進位制表示的每年的第幾天
%m 十進位制表示的月份
%M 十時製表示的分鐘數
%n 新行符
%p 本地的AM或PM的等價顯示
%r 12小時的時間
%R 顯示小時和分鐘：hh:mm
%S 十進位制的秒數
%t 水平製表符
%T 顯示時分秒：hh:mm:ss
%u 每週的第幾天，星期一為第一天 （值從0到6，星期一為0）
%U 第年的第幾周，把星期日做為第一天（值從0到53）
%V 每年的第幾周，使用基於周的年
%w 十進位制表示的星期幾（值從0到6，星期天為0）
%W 每年的第幾周，把星期一做為第一天（值從0到53）
%x 標準的日期串
%X 標準的時間串
%y 不帶世紀的十進位制年份（值從0到99）
%Y 帶世紀部分的十制年份
%z，%Z 時區名稱，如果不能得到時區名稱則返回空字元。
%% 百分號
如果想顯示現在是幾點了，並以12小時制顯示，就象下面這段程式：
| 123456789101112131415 | #include <time.h>#include <stdio.h>intmain(void){structtm *ptr;time_t lt;charstr[80];lt=time(NULL);ptr=localtime(<);strftime(str,100,"It is now %I %p",ptr);printf(str);return0;} |
其執行結果為：
It is now 4PM
而下面的程式則顯示當前的完整日期：
| 12345678910111213 | #include <stdio.h>#include <time.h>voidmain(void){structtm *newtime;chartmpbuf[128];time_t lt1;time(<1);newtime=localtime(<1);strftime(tmpbuf,128,"Today is %A, day %d of %B in the year %Y.\n",newtime);printf(tmpbuf);} |
執行結果：
Today is Saturday, day 30 of July in the year 2005.
4.5 計算持續的時間長度
有時候在實際應用中要計算一個事件持續的時間長度，比如計算打字速度。在第1節計時部分中，我已經用clock函式舉了一個例子。Clock()函式可以精確到毫秒級。同時，我們也可以使用difftime()函式，但它只能精確到秒。該函式的定義如下：
double difftime(time_t time1, time_t time0);
雖然該函式返回的以秒計算的時間間隔是double型別的，但這並不說明該時間具有同double一樣的精確度，這是由它的引數覺得的（time_t是以秒為單位計算的）。比如下面一段程式：