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常用时间函数总结

2024-07-15 17:19:01   225人阅读

在计算机中，时间通常有两个作用：表示时间和计时。本文将主要介绍一些常用的表示时间的函数，以及他们之间的转换，对于计时的用法，在后续中补充。
一、基本概念
     1. 世界标准时间(UTC, Coorainated Universal Time)是最主要的世界时间标准，其以原子时秒长为基础，在时刻上尽量接近于格林尼治标注年时间（GMT，Greenwich Mean Time），在大多数场合，UTC与GMT等同，只是GMT不再由科学界精确定义。
     2. 本地时间（Local time）指相对于UTC/GMT时间的本地时间（时区转换）。比如，中国内地的时间与UTC的时差为+8，也就是UTC+8。美国是UTC-5。
     3. 日历时间（Calendar time）是从一个标准时间点（epoch）到现在的时间经过的秒数，不包括插入闰秒对时间的调整。开始计时的标准时间点，各种编译器一般使用1970年1月1日0时0秒。日历时间用数据类型time_t表示。time_t类型实际上一般是32位或64位整数类型。
注：闰秒是在协调世界时（UTC）中增加或减少一秒，使它与平太阳时贴近所做调整。
     4. 时钟滴答数（clock tick），从进程启动开始计时，因此这是相对时间。每秒钟包含CLOCKS_PER_SEC（time.h中定义的常量，一般为1000）个时钟滴答。时钟滴答数用数据类型clock_t表示。clock_t类型一般是32位整数类型。
     5. 分解时间(broken-down time)，用结构数据类型tm表示，tm包含下列结构成员：
#ifndef _TM_DEFINED
struct tm {
        int tm_sec;     /* 秒 – 取值区间为[0,59] */
        int tm_min;     /* 分 - 取值区间为[0,59] */
        int tm_hour;    /* 时 - 取值区间为[0,23] */
        int tm_mday;    /* 一个月中的日期 - 取值区间为[1,31] */
        int tm_mon;     /* 月份（从一月开始，0代表一月） - 取值区间为[0,11] */
        int tm_year;    /* 年份，其值等于实际年份减去1900 */
        int tm_wday;    /* 星期 – 取值区间为[0,6]，其中0代表星期天，1代表星期一，以此类推 */
        int tm_yday;    /* 从每年的1月1日开始的天数 – 取值区间为[0,365]，其中0代表1月1日，1代表1月2日，以此类推 */
        int tm_isdst;   /* 夏令时标识符，实行夏令时的时候，tm_isdst为正。不实行夏令时的进候，tm_isdst为0；不了解情况时，tm_isdst()为负。*/
 };
#define _TM_DEFINED
#endif
二、转换时间概览
时间转换概览
     其中，asctime、ctime、gmtime、localtime四个函数是非线程安全的，其对应的线程安全的版本为asctime_r、ctime_r、gmtime_r、localtime_r.
三、各个函数的详细说明
1. mktime
     time_t mktime(struct tm* ptm)
     从分解时间tm到日历时间time_t的转换。
2. timegm
     time_t timegm(struct tm* brokentime)
     从分解时间tm（被视作UTC时间，不考虑本地时区设置）到日历时间time_t的转换。该函数较少被使用。
3. gmtime
     struct tm* gmtime(const time_t* timer)
     从日历时间time_t到分解时间tm的转换。函数返回的是一个静态分配的tm结构存储空间，该存储空间被gmtime, localtime与ctime函数所共用. 这些函数的每一次调用会覆盖这块tm结构存储空间的内容。
4. localtime
     struct tm* localtime(const time_t* timer)
     从日历时间time_t到分解时间tm的转换，即结果数据已经调整到本地时区与夏令时。
5. asctime
     char *asctime(const struct tm* tmptr)
     把分解时间tm输出到字符串，结果的格式为"Www Mmm dd hh:mm:ss yyyy"，即“周几 月份数 日数 小时数:分钟数:秒钟数 年份数”。函数返回的字符串为静态分配，长度不大于26，与ctime函数共用。函数的每次调用将覆盖该字符串内容。
6. ctime
     char* ctime(const time_t* timer)
     把日历时间time_t timer输出到字符串，输出格式与asctime函数一样.
7. strftime
     size_t strftime(char* s, size_t n, const char* format, const struct tm* tptr)
    把分解时间tm转换为自定义格式的字符串，类似于常见的字符串格式输出函数sprintf。
8. strptime
     char * strptime(const char* buf, const char* format, struct tm* tptr)
     strftime的逆操作，把字符串按照自定义的格式转换为分解时间tm。
附：strptime和strftime中使用的格式化命令：
%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


参考文献：
1. 维基百科 time.h
2. C/C++中的日期和时间 TIME_T与STRUCT TM转换
3. C、C++时间与日期函数


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