[C++知识库]C++风格获取时间API

包含的头文件

#include <chrono>

命名空间

std::chrono

涉及类

chrono 库定义三种主要类型以及工具函数和常用 typedef 。

• 时钟
• 时长
• 时间点

时钟

时钟由起点（或纪元）及计次频率组成。例如，时钟可以拥有 1970 年 1 月 1 日的纪元，和每一秒的计次。 C++ 定义数种时钟类型：

std::chrono::system_clock

std::chrono::steady_clock (不做具体说明，可参照上述system_clock)

三个静态成员函数

1. now

2. to_time_t

3. from_time_t

(1) now()函数

可用于获取当前时间戳

返回表示当前时间的时间点。
参照头文件中定义可知该函数声明展开应该是：

static std::chrono::time_point<std::chrono::system_clock, std::chrono::nanoseconds> now() noexcept();?

struct system_clock
    {
      typedef chrono::nanoseconds     				duration;
      typedef duration::rep    					rep;
      typedef duration::period 					period;
      typedef chrono::time_point<system_clock, duration> 	time_point;

      static_assert(system_clock::duration::min()
		    < system_clock::duration::zero(),
		    "a clock's minimum duration cannot be less than its epoch");

      static constexpr bool is_steady = false;

      static time_point
      now() noexcept;

      // Map to C API
      static std::time_t
      to_time_t(const time_point& __t) noexcept
      {
	return std::time_t(duration_cast<chrono::seconds>
			   (__t.time_since_epoch()).count());
      }

      static time_point
      from_time_t(std::time_t __t) noexcept
      {
	typedef chrono::time_point<system_clock, seconds>	__from;
	return time_point_cast<system_clock::duration>
	       (__from(chrono::seconds(__t)));
      }
    };

使用示例：

#include <chrono>
using namespace std::chrono;
system_clock::time_point tp = system_clock::now();

(2) to_time_t() 函数

将时间戳转换成整型数

转换 t 为 std::time_t 类型。

若 std::time_t 拥有较低精度，则是舍入还是截断值是实现定义的。

std::time_t是C风格的表示，可以理解为整数类型值，详细说明见下：

足以表示时间的算术类型。

虽然标准中没有给出定义，但是该类型几乎总是整数类型，表示自 1970 年 1 月 1 日 00:00 UTC 以来所经过的秒数（不计闰秒），对应 POSIX 时间。

(3) from_time_t() 函数

将整型数转换成时间戳time_point

用二个类型间的较低精度，转换 t 为时间点类型。

若 time_point 拥有较低精度，则舍入还是截断值是实现定义的。

时间点

时间点是从特定时钟的纪元开始经过的时间时长。

std::chrono::time_point

成员函数

（1）time_since_epoch

? (2)? ?time_point_cast

类定义

构造该对象时候需要传入两个参数：

（1）Clock

? (2)? ?Duration

可以参考std::chrono::system_clock::time_point定义

typedef chrono::time_point<system_clock, duration> 	time_point;
    typedef chrono::nanoseconds     				duration;
    typedef duration<int64_t, nano> 	    nanoseconds;
    typedef ratio<1,                1000000000> nano;

Clock -> system_clock
duration -> chrono::nanoseconds //纳秒
            chrono::nanoseconds -> -> std::chrono::duration<int64_t, nano> 
            nano -> typedef ratio<1,                1000000000> nano;
            

time_since_epoch 函数

返回表示 *this 与 clock 的纪元间的时间量的 duration 。

time_point_cast() 函数

将 std::chrono::time_point 从一个 duration 到另一个。

上述两个函数结合示例：

auto p1 = std::chrono::system_clock::now();
std::cout << "hours since epoch: "
              << std::chrono::duration_cast<std::chrono::hours>(
                   p1.time_since_epoch()).count() 

时长

时长由时间跨度组成，定义为某时间单位的某个计次数。例如，“ 42 秒”可表示为由 42 个 1 秒时间点位的计次所组成的时长。

std::chrono::duration

成员函数：

(1) count

(2) duration_cast

辅助类型：

类定义

类模板 std::chrono::duration 表示时间间隔。

它由 Rep 类型的计次数和计次周期组成，其中计次周期是一个编译期有理数常量，表示从一个计次到下一个的秒数。

存储于 duration 的数据仅有 Rep 类型的计次数。若 Rep 是浮点数，则 duration 能表示小数的计次数。 Period 被包含为时长类型的一部分，且只在不同时长间转换时使用。

count() 函数

返回此 duration 的计次数。

示例：

#include <chrono>
#include <iostream>
int main()
{
    std::chrono::milliseconds ms{3}; // 3 毫秒
    // 从 3 毫秒构造 6000 微秒
    std::chrono::microseconds us = 2*ms;
    // 使用分数计次的 30Hz 时钟
    std::chrono::duration<double, std::ratio<1, 30>> hz30(3.5);
 
    std::cout <<  "3 ms duration has " << ms.count() << " ticks\n"
              <<  "6000 us duration has " << us.count() << " ticks\n"
              <<  "3.5 30Hz duration has " << hz30.count() << " ticks\n";   

duration_cast() 函数

转换 std::chrono::duration 为不同类型 ToDuration 的时长。

不使用隐式转换。可能的情况下避免乘法和除法，若在编译时已知一或多个参数为 1 。以最宽的可用类型进行计算，而如同用 static_cast 到结果类型的转换，只在完成时进行。

示例：

#include <iostream>
#include <chrono>
#include <ratio>
#include <thread>
 
void f()
{
    std::this_thread::sleep_for(std::chrono::seconds(1));
}
 
int main()
{
    auto t1 = std::chrono::high_resolution_clock::now();
    f();
    auto t2 = std::chrono::high_resolution_clock::now();
 
    // 整数时长：要求 duration_cast
    auto int_ms = std::chrono::duration_cast<std::chrono::milliseconds>(t2 - t1);
 
    // 小数时长：不要求 duration_cast
    std::chrono::duration<double, std::milli> fp_ms = t2 - t1;
 
    std::cout << "f() took " << fp_ms.count() << " ms, "
              << "or " << int_ms.count() << " whole milliseconds\n";
}

总结：目前使用到的C++风格的时间相关函数，只能拿到时间戳，实现的功能很少，实用性较低，且封装成static函数，偏C的风格更多，不是很好~。