C++11 std::chrono库详解

时间：2023-01-30 19:31:53

chrono是一个time library, 源于boost，现在已经是C++标准， 今天我们一起来看看它的用法。

　　要使用chrono库，需要#include<chrono>，其所有实现均在std::chrono namespace下。注意标准库里面的每个命名空间代表了一个独立的概念。所以下文中的概念均以命名空间的名字表示！ chrono是一个模版库，使用简单，功能强大，只需要理解三个概念：duration、time_point、clock

 
1. Durations
std::chrono::duration 表示一段时间，比如两个小时，12.88秒，半个时辰，一炷香的时间等等，只要能换算成秒即可。 
1 template <class Rep, class Period = ratio<1> > class duration;

 

其中
Rep表示一种数值类型，用来表示Period的数量，比如int float double
Period是ratio类型，用来表示【用秒表示的时间单位】比如second milisecond
常用的duration<Rep,Period>已经定义好了，在std::chrono::duration下：
ratio<3600, 1>                     hours
ratio<60, 1>                          minutes
ratio<1, 1>                             seconds
ratio<1, 1000>                    microseconds
ratio<1, 1000000>             microseconds
ratio<1, 1000000000>     nanosecons
 
这里需要说明一下ratio这个类模版的原型： 
1 template <intmax_t N, intmax_t D = 1> class ratio;

 

N代表分子，D代表分母，所以ratio表示一个分数值。
注意，我们自己可以定义Period，比如ratio<1, -2>表示单位时间是-0.5秒。
 
由于各种duration表示不同，chrono库提供了duration_cast类型转换函数。 
1 template <class ToDuration, class Rep, class Period>
2   constexpr ToDuration duration_cast (const duration<Rep,Period>& dtn);

 

典型的用法是表示一段时间：
 
C++11 std::chrono库详解 
 1 // duration constructor
 2 #include <iostream>
 3 #include <ratio>
 4 #include <chrono>
 5  
 6 int main ()
 7 {
 8   typedef std::chrono::duration<int> seconds_type;
 9   typedef std::chrono::duration<int,std::milli> milliseconds_type;
10   typedef std::chrono::duration<int,std::ratio<60*60>> hours_type;
11  
12   hours_type h_oneday (24);                  // 24h
13   seconds_type s_oneday (60*60*24);          // 86400s
14   milliseconds_type ms_oneday (s_oneday);    // 86400000ms
15  
16   seconds_type s_onehour (60*60);            // 3600s
17 //hours_type h_onehour (s_onehour);          // NOT VALID (type truncates), use:
18   hours_type h_onehour (std::chrono::duration_cast<hours_type>(s_onehour));
19   milliseconds_type ms_onehour (s_onehour);  // 3600000ms (ok, no type truncation)
20  
21   std::cout << ms_onehour.count() << "ms in 1h" << std::endl;
22  
23   return 0;
24 }
25  
26 duration还有一个成员函数count()返回Rep类型的Period数量，看代码：
27 
28 // duration::count
29 #include <iostream>     // std::cout
30 #include <chrono>       // std::chrono::seconds, std::chrono::milliseconds
31                         // std::chrono::duration_cast
32  
33 int main ()
34 {
35   using namespace std::chrono;
36   // std::chrono::milliseconds is an instatiation of std::chrono::duration:
37   milliseconds foo (1000); // 1 second
38   foo*=60;
39  
40   std::cout << "duration (in periods): ";
41   std::cout << foo.count() << " milliseconds.\n";
42  
43   std::cout << "duration (in seconds): ";
44   std::cout << foo.count() * milliseconds::period::num / milliseconds::period::den;
45   std::cout << " seconds.\n";
46  
47   return 0;
48 }
C++11 std::chrono库详解

 

 
2.Time points
std::chrono::time_point 表示一个具体时间，如上个世纪80年代、你的生日、今天下午、火车出发时间等，只要它能用计算机时钟表示。鉴于我们使用时间的情景不同，这个time point具体到什么程度，由选用的单位决定。 一个time point必须有一个clock计时。参见clock的说明。
  
1 template <class Clock, class Duration = typename Clock::duration>  class time_point;

 

 
下面是构造使用time_point的例子：
C++11 std::chrono库详解 
 1 // time_point constructors
 2 #include <iostream>
 3 #include <chrono>
 4 #include <ctime>
 5  
 6 int main ()
 7 {
 8   using namespace std::chrono;
 9  
10   system_clock::time_point tp_epoch;    // epoch value
11  
12   time_point <system_clock,duration<int>> tp_seconds (duration<int>(1));
13  
14   system_clock::time_point tp (tp_seconds);
15  
16   std::cout << "1 second since system_clock epoch = ";
17   std::cout << tp.time_since_epoch().count();
18   std::cout << " system_clock periods." << std::endl;
19  
20   // display time_point:
21   std::time_t tt = system_clock::to_time_t(tp);
22   std::cout << "time_point tp is: " << ctime(&tt);
23  
24   return 0;
25 }
26
C++11 std::chrono库详解

 

time_point有一个函数time_from_eproch()用来获得1970年1月1日到time_point时间经过的duration。
举个例子，如果timepoint以天为单位，函数返回的duration就以天为单位。
 
由于各种time_point表示方式不同，chrono也提供了相应的转换函数 time_point_cast。 
1 template <class ToDuration, class Clock, class Duration>
2   time_point<Clock,ToDuration> time_point_cast (const time_point<Clock,Duration>& tp);

 

比如计算
/
C++11 std::chrono库详解 
 1 / time_point_cast
 2 #include <iostream>
 3 #include <ratio>
 4 #include <chrono>
 5  
 6 int main ()
 7 {
 8   using namespace std::chrono;
 9  
10   typedef duration<int,std::ratio<60*60*24>> days_type;
11  
12   time_point<system_clock,days_type> today = time_point_cast<days_type>(system_clock::now());
13  
14   std::cout << today.time_since_epoch().count() << " days since epoch" << std::endl;
15  
16   return 0;
17 }
C++11 std::chrono库详解

 

3. Clocks
 
std::chrono::system_clock 它表示当前的系统时钟，系统中运行的所有进程使用now()得到的时间是一致的。
每一个clock类中都有确定的time_point, duration, Rep, Period类型。
操作有：
now() 当前时间time_point
to_time_t() time_point转换成time_t秒
from_time_t() 从time_t转换成time_point
典型的应用是计算时间日期：

C++11 std::chrono库详解 
 1 // system_clock example
 2 #include <iostream>
 3 #include <ctime>
 4 #include <ratio>
 5 #include <chrono>
 6  
 7 int main ()
 8 {
 9   using std::chrono::system_clock;
10  
11   std::chrono::duration<int,std::ratio<60*60*24> > one_day (1);
12  
13   system_clock::time_point today = system_clock::now();
14   system_clock::time_point tomorrow = today + one_day;
15  
16   std::time_t tt;
17  
18   tt = system_clock::to_time_t ( today );
19   std::cout << "today is: " << ctime(&tt);
20  
21   tt = system_clock::to_time_t ( tomorrow );
22   std::cout << "tomorrow will be: " << ctime(&tt);
23  
24   return 0;
25 }
26
C++11 std::chrono库详解

 

std::chrono::steady_clock 为了表示稳定的时间间隔，后一次调用now()得到的时间总是比前一次的值大（这句话的意思其实是，如果中途修改了系统时间，也不影响now()的结果），每次tick都保证过了稳定的时间间隔。
操作有：
now() 获取当前时钟
典型的应用是给算法计时：
C++11 std::chrono库详解 
 1 // steady_clock example
 2 #include <iostream>
 3 #include <ctime>
 4 #include <ratio>
 5 #include <chrono>
 6  
 7 int main ()
 8 {
 9   using namespace std::chrono;
10  
11   steady_clock::time_point t1 = steady_clock::now();
12  
13   std::cout << "printing out 1000 stars...\n";
14   for (int i=0; i<1000; ++i) std::cout << "*";
15   std::cout << std::endl;
16  
17   steady_clock::time_point t2 = steady_clock::now();
18  
19   duration<double> time_span = duration_cast<duration<double>>(t2 - t1);
20  
21   std::cout << "It took me " << time_span.count() << " seconds.";
22   std::cout << std::endl;
23  
24   return 0;
25 }
26
C++11 std::chrono库详解

 

最后一个时钟，std::chrono::high_resolution_clock 顾名思义，这是系统可用的最高精度的时钟。实际上high_resolution_clock只不过是system_clock或者steady_clock的typedef。
操作有：
now() 获取当前时钟。
chrono库还有几个小特性，但是像这种工具库，本着够用则已的态度，就不求全责备了。

*****************************************************************************************************
下面我们再来对比一样，跨平台获取系统时间的不同的方法：

一、传统的获取系统时间的方法

传统的C++获取时间的方法需要分平台来定义。相信百度代码也不少。

我自己写了下，如下。

const std::string getCurrentSystemTime()
{
	
	if (PLATFORM_ANDROID || PLATFORM_IOS)
	{
		struct timeval s_now;
		struct tm* p_tm;
		gettimeofday(&s_now,NULL);
		p_tm = localtime((const time_t*)&s_now.tv_sec);
		char date[60] = {0};
		sprintf(date, "%d-%02d-%02d      %02d:%02d:%02d",
			(int)p_tm->tm_year + 1900,(int)p_tm->tm_mon + 1,(int)p_tm->tm_mday,
			(int)p_tm->tm_hour,(int)p_tm->tm_min,(int)p_tm->tm_sec);
		return std::string(date);
	}
	if (PLATFORM_W32)
	{
		struct tm* p_tm;
		time_t timep;
		time(&timep);
		p_tm = localtime(&timep);
		char date[60] = {0};
		sprintf(date, "%d-%02d-%02d      %02d:%02d:%02d",
			(int)p_tm->tm_year + 1900,(int)p_tm->tm_mon + 1,(int)p_tm->tm_mday,
			(int)p_tm->tm_hour,(int)p_tm->tm_min,(int)p_tm->tm_sec);
		log("%s",date);
		return std::string(date);
	}
	return "";
}

二、C++11 std标准库跨平台方法

显然，我们注意到不同平台下的代码相似度很高，那么能不能利用C++11里面的新特性，使得二者合并呢？

答案是肯定的。

很简单的，代码如下：

const std::string getCurrentSystemTime()
{
	auto tt = std::chrono::system_clock::to_time_t
	(std::chrono::system_clock::now());
	struct tm* ptm = localtime(&tt);
	char date[60] = {0};
	sprintf(date, "%d-%02d-%02d      %02d:%02d:%02d",
		(int)ptm->tm_year + 1900,(int)ptm->tm_mon + 1,(int)ptm->tm_mday,
		(int)ptm->tm_hour,(int)ptm->tm_min,(int)ptm->tm_sec);
	return std::string(date);
}

又短又简单有木有。


标签：

相关文章