C++时间与日期及相关操作

1. 概念

（1） Coordinated Universal Time（UTC）

协调世界时，又称世界标准时间，即格林威治标准时间(Greenwich Mean Time,GMT)。UTC 通用标准时，以z来标识，时间格式如下：

2022-04-07T07:04:43.995Z

北京时间为UTC+8，UTC时间转化为：

2022-4-7 15:04:43

（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。这个标准时间点对不同的编译器来说会有所不同，但对一个编译系统来说，这个标准时间点是不变的，该编译系统中的时间对应的日历时间都通过该标准时间点来衡量，所以可以说日历时间是"相对时间"，但是无论你在哪一个时区，在同一时刻对同一个标准时间点来说，日历时间都是一样的。一般表示距离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。

2. 数据类型

（1）time_t

这是一个适合存储日历时间类型，实质是long int型。

（2）struct tm

tm包括日历日期和时间的各个组成。

struct tm {int tm_sec;     // 秒 0-59(一般）int tm_min;     // 分 0-59int tm_hour;    // 小时0-23int tm_mday;    // day 1-31int tm_mon;     // 月0-11int tm_year;    // 距 1900 的年数 如2022-1900 = 122int tm_wday;    // 星期 0-6int tm_yday;    // 距1月1号天数，0-365int tm_isdst;   // 夏令时
}

（3）struct timeval

struct timeval{long int tv_sec;     // 秒数long int tv_usec;    // 微秒数
}

3. 操作函数

（1）time函数获得日历时间

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1900-01-01 00:00:00到现在的秒数（本地时区）），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

（2）localtime函数获得日期时间

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

（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

#include <stdio.h>
#include <time.h>
using namespace std;int main ()
{time_t timer;struct tm *ltm;time( &timer );ltm= localtime( &timer );//printf("当前的本地时间和日期：%s", asctime(ltm));// 输出 tm 结构的各个组成部分cout << "当前的本地时间和日期：" << endl;cout << "年: "<< 1900 + ltm->tm_year << endl;cout << "月: "<< 1 + ltm->tm_mon<< endl;cout << "日: "<<  ltm->tm_mday << endl;cout << "时间: "<< ltm->tm_hour << ":";cout << ltm->tm_min << ":";cout << ltm->tm_sec << endl;return(0);
}

（3）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。

#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);
}

（4）gettimeday函数

函数原型：int gettimeofday(struct timeval*tv, struct timezone *tz)

函数功能：获得当前时间，精确到微秒（1e-6 s)量级

函数返回：该函数执行成功后返回0，失败后返回-1，错误代码存于errno中

函数参数：参数tv是保存获取时间结果的结构体，参数tz用于保存时区结果：

struct timezone{int tz_minuteswest;    // 格林威治时间往西方的时差int tz_dsttime;        // DST 时间的修正方式
}

timezone 参数若不使用则传入NULL即可。

在一段代码前后分别使用gettimeofday可以计算代码执行时间：

#include <stdio.h>
#include <sys/time.h>int main()
{struct timeval tv_begin, tv_end;gettimeofday(&tv_begin, NULL);fun();gettimeofday(&tv_end, NULL);//转化成小数点表示double t_s = (double)(tv_begin.tv_sec*1000000+tv_begin.tv_usec)/1000000.0f;double t_e = (double)(tv_end.tv_sec*1000000+tv_end.tv_usec)/1000000.0f;printf("elapsedTime: %.6f s\n",(t_e - t_s));
}