?介紹

日期和時間工具 - cppreference.com

<time.h> 是在C語言中的日期與時間工具。其中主要有三大模塊，常量，類型和函數。

在C++中推薦寫成<ctime>，基本都是繼承.h中的東西。

函數主要分為兩類，時間操作函數和格式轉換函數。

本文主要為C語言中的標準操作，其中在C11和C23又添加和廢棄了許多內容，但這塊不會本文著重講解。

UTC 協調世界時

紀元（地球紀元）

夏令時

?常量

??CLOCKS_PER_SEC

• CLOCKS_PER_SEC - cppreference.com
• (宏常量)
• 處理器每秒的時間計數
• 一般來說都是數值1000

#include <stdio.h>
#include <time.h>int main(void) {clock_t beg = clock();clock_t end = clock();printf("Use time:%lf\n", 1.0 * (end - beg) / CLOCKS_PER_SEC);
}

?類型

??tm

• tm - cppreference.com

• (結構體)

• 日歷時間類型

struct tm {int tm_sec;    // [秒 [0, 61] (C89) [0, 60] (C99)] seconds after the minuteint tm_min;    // [分 [0, 59]] minutes after the hourint tm_hour;   // [時 [0, 23]] hours since midnightint tm_mday;   // [日 [1, 31]] day of the monthint tm_mon;    // [月 [0, 11]] months since Januaryint tm_year;   // [年 [1900:0]] years since 1900int tm_wday;   // [周 [0, 6]] days since Sundayint tm_yday;   // [第幾天 [0, 365]] days since January 1int tm_isdst;  // [夏時令標簽] daylight savings time flag
};

#include <stdio.h>
#include <time.h>int main(void) {struct tm start = {.tm_mday = 1};mktime(&start);// Sun Jan 01 00:00:00 1900printf("%s\n", asctime(&start));
}

??time_t

• time_t - cppreference.com
• (typedef)
• 從紀元開始的日歷時間類型

??clock_t

• clock_t - cppreference.com
• (typedef)
• 從時點開始的處理器時間類型

??timespec (C11)

• timespec - cppreference.com
• (結構體)
• 單位為秒和納秒的時間

// 保有時間間隔的結構體，將其拆分成秒數和納秒數。
struct timespec {time_t tv_sec;   // [秒 >= 0] Seconds long   tv_nsec;  // [納秒 [0, 999999999]] Nanoseconds
};

timespec_get()

C11 返回基于給定時間基底的日歷時間

#include <stdint.h>
#include <stdio.h>
#include <time.h>int main(void) {struct timespec ts;// C11 函數// 修改 ts 所指向的 struct timespec 對象// 以保有以時間基底 base 表示的當前日歷時間。
#ifdef TIME_UTCtimespec_get(&ts, TIME_UTC);
#endifchar buff[100];strftime(buff, sizeof buff, "%D %T", gmtime(&ts.tv_sec));printf("Current time: %s.%09ld UTC\n", buff, ts.tv_nsec);printf("Raw timespec.time_t: %jd\n", (intmax_t)ts.tv_sec);printf("Raw timespec.tv_nsec: %09ld\n", ts.tv_nsec);
}

?函數-時間操作

??time

time - cppreference.com

🏷?返回紀元開始經過的當前系統日歷時間

time_t time( time_t *arg );

• 運行失敗
  • return -1
• 運行成功
  • 入參，返回值數值一致

#include <stdio.h>
#include <time.h>int main(void) {time_t in;time_t out = time(&in);// >success:    out == in// >error:      -1// 1709276388 = time(1709276388)printf("%ld = time(%ld)\n", out, in);return 0;
}

??clock

clock - cppreference.com

🏷?返回未加工的程序啟動時開始經過的處理器時間

clock_t clock(void);

最經典的應用就是計時器了。

#include <stdio.h>
#include <stdlib.h>
#include <time.h>#define ARR_LEN (100000)// return (arg1 > arg2) - (arg1 < arg2); // 可行的簡寫
// return arg1 - arg2; // 錯誤的簡寫（若給出 INT_MIN 則會失敗）
int cmp(const void* a, const void* b) {int arg1 = *(const int*)a;int arg2 = *(const int*)b;if (arg1 < arg2) {return -1;}if (arg1 > arg2) {return 1;}return 0;
}int main(void) {int arr[ARR_LEN];clock_t beg = clock();qsort(arr, sizeof(arr) / sizeof(*arr), sizeof(int), cmp);clock_t end = clock();printf("Use time:%lf\n", 1.0 * (end - beg) / CLOCKS_PER_SEC);
}

??difftime

difftime - cppreference.com

🏷?計算時間差

double difftime( time_t time_end, time_t time_beg );

簡單測了下和直接相減效果一樣。可能是為了統一接口和適配器模式。

#include <stdio.h>
#include <time.h>int main(void) {time_t now = time(NULL);time_t beg = {0};// 計算時間差double during = difftime(now, beg);printf("Now:\t %lf\n", 1.0 * now);printf("During:\t %lf\n", during);
}

?函數-格式轉換-類型轉換

??gmtime

gmtime, gmtime_r, gmtime_s - cppreference.com

🏷?將從紀元開始的時間轉換成以協調世界時（UTC）表示的日歷時間

🏷?time_t -> tm

注意，這里存儲的是一個全局的靜態對象。

函數 gmtime 可能不是線程安全的。

struct tm *gmtime  ( const time_t *timer );

#include <stdio.h>
#include <time.h>int main(void) {time_t t = time(NULL);struct tm *tm_p1 = gmtime(&t);struct tm *tm_p2 = gmtime(&t);// 指向同一個靜態對象printf("First  struct tm* = %p\n", tm_p1);printf("Second struct tm* = %p\n", tm_p2);printf("UTC:   %s", asctime(gmtime(&t)));printf("local: %s", asctime(localtime(&t)));
}

??localtime

localtime, localtime_r, localtime_s - cppreference.com

🏷?將從紀元開始的時間轉換成以本地時間表示的日歷時間

🏷?time_t -> tm

注意，這里存儲的是一個全局的靜態對象。

函數 localtime 可以不是線程安全的。

struct tm *localtime  ( const time_t *timer );

#include <stdio.h>
#include <time.h>int main(void) {time_t t = time(NULL);struct tm *tm_p1 = localtime(&t);struct tm *tm_p2 = localtime(&t);// 指向同一個靜態對象printf("First  struct tm* = %p\n", tm_p1);printf("Second struct tm* = %p\n", tm_p2);printf("UTC:   %s", asctime(gmtime(&t)));printf("local: %s", asctime(localtime(&t)));
}

??mktime

mktime - cppreference.com

🏷?將日歷時間轉換成紀元開始經過的時間

🏷?tm -> time_t

time_t mktime( struct tm *time );

#include <stdio.h>
#include <stdlib.h>
#include <time.h>int main(void) {time_t now = time(NULL);// 獲取當前時間，并加一天struct tm tmm = *localtime(&now);tmm.tm_mday += 1;time_t nexDay = mktime(&tmm);printf("Now:\t%ld\n", now);printf("NexDay:\t%ld\n", nexDay);printf("OneDayTime:\t%lf\n", difftime(nexDay, now));printf("24*60*60=\t%d\n", 24 * 60 * 60);
}

?函數-格式轉換-文本表示

??asctime

asctime, asctime_s - cppreference.com

🏷?將 struct tm 對象轉換成文本表示

🏷?tm -> str

asctime 返回指向靜態數據的指針從而不是線程安全的。

char* asctime( const struct tm* time_ptr );

#include <stdio.h>
#include <time.h>int main(void) {struct tm tm = *localtime(&(time_t){time(NULL)});printf("%s\n", asctime(&tm));printf("%p\n", asctime(&tm));printf("%p\n", asctime(&tm));
}

??ctime

ctime, ctime_s - cppreference.com

🏷?將 struct time_t 對象轉換成文本表示

🏷?time_t -> str

char* ctime( const time_t* timer );

#include <stdio.h>
#include <time.h>int main(void) {time_t result = time(NULL);printf("%s\n", ctime(&result));printf("%p\n", ctime(&result));printf("%p\n", ctime(&result));
}

??strftime

strftime - cppreference.com

🏷?將 struct tm 對象轉換成自定義文本表示

🏷?time_t -> copyToStr

size_t strftime(char* str, size_t count, const char* format,const struct tm* time);

#include <stdio.h>
#include <time.h>int main(void) {struct tm now_tm = *localtime(&(time_t){time(NULL)});char buff[1024];// >strftime():Friday 03/01/24 19:41:24if (strftime(buff, sizeof buff, ">strftime():%A %c", &now_tm)) {puts(buff);} else {puts("strftime failed");}
}

?格式

🧮Www Mmm dd hh:mm:ss yyyy\n

// `asctime() & ctime()`以下固定的 25 字符表示形式： `Www Mmm dd hh:mm:ss yyyy\n`
errno_t asctime_s( char* buf, rsize_t bufsz, const struct tm* time_ptr );
errno_t ctime_s( char *buf, rsize_t bufsz, const time_t* timer );

• Www ——來自 time_ptr->tm_wday 的星期之日的三字母英文縮寫， Mon、 Tue、 Wed、 Thu、 Fri、 Sat、 Sun 之一。
• Mmm ——來自 time_ptr->tm_mon 的月名的三字母英文縮寫， Jan、 Feb、 Mar、 Apr、 May、 Jun、 Jul、 Aug、 Sep、 Oct、 Nov、 Dec 之一。
• dd ——來自 timeptr->tm_mday 的 2 位月之日，如同由 sprintf 以 %2d 打印
• hh ——來自 timeptr->tm_hour 的 2 位時，如同由 sprintf 以 %.2d 打印
• mm ——來自 timeptr->tm_min 的 2 位分，如同由 sprintf 以 %.2d 打印
• ss ——來自 timeptr->tm_sec 的 2 位秒，如同由 sprintf 以 %.2d 打印
• yyyy ——來自 timeptr->tm_year + 1900 的 4 位年，如同由 sprintf 以 %4d 打印

若是非法入參則行為未定義，如：

• 若 *time_ptr 的任何成員在其正常范圍外則行為未定義

• 若 time_ptr->tm_year 所指示的歷年擁有多于 4 位數或小于 1000 年則行為未定義。

自定義格式函數：

strftime()的格式：strftime - cppreference.com

?應用

下面兩份是使用C++代碼表示。

其中主要用到的是<ctime>的類型，還有一些別的庫中對時間操作的函數。

??力扣1185. 一周中的第幾天

static const std::string weekDays[] = { "Sunday",   "Monday", "Tuesday", "Wednesday", "Thursday", "Friday", "Saturday" 
};class Solution {
public:std::string dayOfTheWeek(int day, int month, int year) {std::tm ctm{};ctm.tm_year = year - 1900;ctm.tm_mon = month - 1;ctm.tm_mday = day;// a timestampstd::time_t ctime_t = std::mktime(&ctm);// return a static retctm = *std::localtime(&ctime_t);return weekDays[ctm.tm_wday];}
};

??力扣1154. 一年中的第幾天

class Solution {
public:int dayOfYear(string date) {std::tm dt;std::istringstream(date) >> std::get_time(&dt, "%Y-%m-%d");return dt.tm_yday + 1;}
};

END