c语言时间函数

本文从介绍基础概念入手，探讨了在 C/C++中对日期和时间操作所用到的数据结构和函数， 并对计时、时间的获取、时间的计算和显示格式等方面进行了阐述。本文还通过大量的实例 向你展示了 time.h 头文件中声明的各种函数和数据结构的详细使用方法。 关键字：UTC（世界标准时间） ，Calendar Time（日历时间） ，epoch（时间点） ，clock tick （时钟计时单元） 1．概念 在 C/C++中，对字符串的操作有很多值得注意的问题，同样，C/C++对时间的操作也有许多值 得大家注意的地方。最近，在技术群中有很多网友也多次问到过 C++语言中对时间的操作、 获取和显示等等的问题。下面，在这篇文章中，笔者将主要介绍在 C/C++中时间和日期的使 用方法. 通过学习许多 C/C++库，你可以有很多操作、使用时间的方法。但在这之前你需要了解一些 “时间”和“日期”的概念，主要有以下几个： Coordinated Universal Time（UTC） ：协调世界时，又称为世界标准时间，也就是大家所熟 知的格林威治标准时间（Greenwich Mean Time，GMT） 。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。 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。 epoch：时间点。时间点在标准 C/C++中是一个整数，它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。 clock tick：时钟计时单元（而不把它叫做时钟滴答次数） ，一个时钟计时单元的时间长短是 由 CPU 控制的。 一个 clock tick 不是 CPU 的一个时钟周期， 而是 C/C++的一个基本计时单位。 我们可以使用 ANSI 标准库中的 time.h 头文件。这个头文件中定义的时间和日期所使用的方 法，无论是在结构定义，还是命名，都具有明显的 C 语言风格。下面，我将说明在 C/C++中 怎样使用日期的时间功能。 2． 计时 C/C++中的计时函数是 clock()， 而与其相关的数据类型是 clock_t。 MSDN 中， 在 查得对 clock 函数定义如下： clock_t clock( void ); 这个函数返回从“开启这个程序进程”到“程序中调用 clock()函数”时之间的 CPU 时钟计

x0c时单元（clock tick）数，在 MSDN 中称之为挂钟时间（wal-clock） 。其中 clock_t 是用来保 存时间的数据类型，在 time.h 文件中，我们可以找到对它的定义： #ifndef _CLOCK_T_DEFINED typed

ef long clock_t; #define _CLOCK_T_DEFINED #endif 很明显，clock_t 是一个长整形数。在 time.h 文件中，还定义了一个常量 CLOCKS_PER_SEC， 它用来表示一秒钟会有多少个时钟计时单元，其定义如下： #define CLOCKS_PER_SEC ((clock_t)1000) 可以看到每过千分之一秒（1 毫秒） ，调用 clock（）函数返回的值就加 1。下面举个例子， 你可以使用公式 clock()/CLOCKS_PER_SEC 来计算一个进程自身的运行时间： void elapd_time() { printf("Elapd time:%u cs.
",clock()/CLOCKS_PER_SEC); } 当然，你也可以用 clock 函数来计算你的机器运行一个循环或者处理其它事件到底花了多少 时间： #include “stdio.h” #include “stdlib.h” #include “time.h” int main( void ) { long i = 10000000L; clock_t start, finish; double duration; /* 测量一个事件持续的时间*/ printf( "Time to do %ld empty loops is ", i ); start = clock(); while( i-- ) ; finish = clock(); duration = (double)(finish - start) / CLOCKS_PER_SEC; printf( "%f conds
", duration );

作者：独ぜ来→往

2006-7-16 12:48

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x0c-------------------------------------------------------------------------------2 time.h 从头学。喜欢玩“时间”的朋友不要错过。 system("pau"); } 在笔者的机器上，运行结果如下： Time to do 10000000 empty loops is 0.03000 conds 上面我们看到时钟计时单元的长度为 1 毫秒，那么计时的精度也为 1 毫秒，那么我们可不可 以通过改变 CLOCKS_PER_SEC 的定义， 通过把它定义的大一些， 从而使计时精度更高呢？通过 尝试，你会发现这样是不行的。在标准 C/C++中，最小的计时单位是一毫秒。 3．与日期和时间相关的数据结构 在标准 C/C++中，我们可通过 tm 结构来获得日期和时间，tm 结构在 time.h 中的定义如下： #ifndef _TM_DEFINED struct tm { int tm_c; /* 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 ANSI C 标准称使用 tm 结构的这种时间表示为分解时间(broken-down time)。 而日历时间（Calendar Time）是通过 time_t 数据类型来表示的，用 time_t 表示的时间（日 历时间）是从一个时间点（例如

：1970 年 1 月 1 日 0 时 0 分 0 秒）到此时的秒数。在 time.h 中，我们也可以看到 time_t 是一个长整型数： #ifndef _TIME_T_DEFINED

x0ctypedef long time_t; /* 时间值 */ #define _TIME_T_DEFINED /* 避免重复定义 time_t */ #endif 大家可能会产生疑问：既然 time_t 实际上是长整型，到未来的某一天，从一个时间点（一般 是 1970 年 1 月 1 日 0 时 0 分 0 秒）到那时的秒数（即日历时间）超出了长整形所能表示的数 的范围怎么办？对 time_t 数据类型的值来说，它所表示的时间不能晚于 2038 年 1 月 18 日 19 时 14 分 07 秒。为了能够表示更久远的时间，一些编译器厂商引入了 64 位甚至更长的整 形数来保存日历时间。 比如微软在 Visual C++中采用了__time64_t 数据类型来保存日历时间， 并通过_time64()函数来获得日历时间（而不是通过使用 32 位字的 time()函数） ，这样就可 以通过该数据类型保存 3001 年 1 月 1 日 0 时 0 分 0 秒（不包括该时间点）之前的时间。 在 time.h 头文件中，我们还可以看到一些函数，它们都是以 time_t 为参数类型或返回值类 型的函数： double time_t time_t char * char * difftime(time_t time1, time_t time0); mktime(struct tm * timeptr); time(time_t * timer); asctime(const struct tm * timeptr); ctime(const time_t *timer);

此外，time.h 还提供了两种不同的函数将日历时间（一个用 time_t 表示的整数）转换为我 们平时看到的把年月日时分秒分开显示的时间格式 tm： struct tm * gmtime(const time_t *timer); struct tm * localtime(const time_t * timer); 通过查阅 MSDN，我们可以知道 Microsoft C/C++ 7.0 中时间点的值（time_t 对象的值）是从 1899 年 12 月 31 日 0 时 0 分 0 秒到该时间点所经过的秒数， 而其它各种版本的 Microsoft C/C++ 和所有不同版本的 Visual C++都是计算的从 1970 年 1 月 1 日 0 时 0 分 0 秒到该时间点所经 过的秒数。 4．与日期和时间相关的函数及应用 在本节， 我将向大家展示怎样利用 time.h 中声明的函数对时间进行操作。 这些操作包括取当 前时间、计算时间间隔、以不同的形式显示时间等内容。 4.1 获得日历时间 我们可以通过 time()函数来获得日历时间（Calendar Time） ，其原型为：

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x0c-------------------------------------------------------------------------------3 time.h 从头学。喜欢玩“时间”的朋友不要错过。 time_t time(time_t * timer); 如果你已经声明了参数 timer，你可以从参数 timer 返回现在的日历时间，同时也可以通过 返回值返回现在的日历时间，即从一个时间点（例如：1970 年 1 月 1 日 0 时 0 分 0 秒）到现 在此时的秒数。如果参数为空（NUL） ，函数将只通过返回值返回现在的日历时间，比如下面 这个例子

用来显示当前的日历时间： #include "time.h" #include "stdio.h" int main(void) { struct tm *ptr; time_t lt; lt =time(NUL); printf("The Calendar Time now is %d
",lt); return 0; } 运行的结果与当时的时间有关，我当时运行的结果是： The Calendar Time now is 1122707619 其中 1122707619 就是我运行程序时的日历时间。即从 1970 年 1 月 1 日 0 时 0 分 0 秒到此时 的秒数。 4.2 获得日期和时间 这里说的日期和时间就是我们平时所说的年、月、日、时、分、秒等信息。从第 2 节我们已 经知道这些信息都保存在一个名为 tm 的结构体中，那么如何将一个日历时间保存为一个 tm 结构的对象呢？ 其中可以使用的函数是 gmtime()和 localtime()，这两个函数的原型为： struct tm * gmtime(const time_t *timer); struct tm * localtime(const time_t * timer); 其中 gmtime()函数是将日历时间转化为世界标准时间（即格林尼治时间） ，并返回一个 tm 结 构体来保存这个时间，而 localtime()函数是将日历时间转化为本地时间。比如现在用 gmtime()函数获得的世界标准时间是 2005 年 7 月 30 日 7 点 18 分 20 秒， 那么我用 localtime() 函数在中国地区获得的本地时间会比世界标准时间晚 8 个小时，即 2005 年 7 月 30 日 15 点

x0c18 分 20 秒。下面是个例子： #include "time.h" #include "stdio.h" int main(void) { struct tm *local; time_t t; t=time(NUL); local=localtime(&t); printf("Local hour is: %d
",local->tm_hour); local=gmtime(&t); printf("UTC hour is: %d
",local->tm_hour); return 0; } 运行结果是： Local hour is: 15 UTC hour is: 7 4.3 固定的时间格式 我们可以通过 asctime()函数和 ctime()函数将时间以固定的格式显示出来， 两者的返回值都 是 char*型的字符串。返回的时间格式为： 星期几 月份 日期 时:分:秒 年
0 例如：Wed Jan 02 02:03:55 1980
0 其中
是一个换行符，0 是一个空字符，表示字符串结束。下面是两个函数的原型： char * asctime(const struct tm * timeptr); char * ctime(const time_t *timer); 其中 asctime()函数是通过 tm 结构来生成具有固定格式的保存时间信息的字符串， ctime() 而 是通过日历时间来生成时间字符串。这样的话，asctime（）函数只是把 tm 结构对象中的各 个域填到时间字符串的相应位置就行了，而 ctime（）函数需要先参照本地的时间设置，把 日历时间转化为本地时间，然后再生成格式化后的字符串。在下面，如果 t 是一个非空的 time_t 变量的话，那么： printf(ctime(&t)); 等价于：

x0cstruct tm *ptr; ptr=localtime(&t); printf(asctime(ptr)); 那么， 下面这个程序的两条 printf 语句输出的结果就是不同的了 （除非你将本地时区设为世 界标准时间所在的时区） ： #include "time.h" #include "stdio.h" int main(void) { struct tm *ptr; time_t lt; lt =time(NUL); ptr=gm

time(<); printf(asctime(ptr)); printf(ctime(<)); return 0; } 运行结果： Sat Jul 30 08:43:03 2005 Sat Jul 30 16:43:03 2005 4.4 自定义时间格式 我们可以使用 strftime（）函数将时间格式化为我们想要的格式。它的原型如下： size_t strftime( char *strDest, size_t maxsize, const char *format, const struct tm *timeptr );

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-------------------------------------------------------------------------------4 time.h 从头学。喜欢玩“时间”的朋友不要错过。

x0c我们可以根据 format 指向字符串中格式命令把 timeptr 中保存的时间信息放在 strDest 指向 的字符串中，最多向 strDest 中存放 maxsize 个字符。该函数返回向 strDest 指向的字符串 中放置的字符数。 函数 strftime()的操作有些类似于 sprintf()： 识别以百分号(%)开始的格式命令集合， 格式 化输出结果放在一个字符串中。格式化命令说明串 strDest 中各种日期和时间信息的确切表 示方法。格式串中的其他字符原样放进串中。格式命令列在下面，它们是区分大小写的。 %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

x0c如果想显示现在是几点了，并以 12 小时制显示，就象下面这段程序： #include “time.h” #include “stdio.h” int main(void) { struct tm *ptr; time_t lt; char str[80]; lt=time(NUL); ptr=localtime(<); strftime(str,100,"It is now %I %p",ptr); printf(str); return 0; } 其运行结果为： It is now 4PM 而下面的程序则显示当前的完整日期： #include #include void main( void ) { struct tm *newtime; char tmpbuf[128]; time_t lt1; time( <1 ); newtime=localtime(<1); strftime( tmpbuf, 128, "Today is %A

, day %d of %B in the year %Y.
", newtime); printf(tmpbuf); } 运行结果： Today is Saturday, day 30 of July in the year 2005. 4.5 计算持续时间的长度 有时候在实际应用中要计算一个事件持续的时间长度，比如计算打字速度。在第 1 节计时部 分中，我已经用 clock 函数举了一个例子。Clock()函数可以精确到毫秒级。同时，我们也可

x0c以使用 difftime()函数，但它只能精确到秒。该函数的定义如下： double difftime(time_t time1, time_t time0); 虽然该函数返回的以秒计算的时间间隔是 double 类型的， 但这并不说明该时间具有同 double 一样的精确度，这是由它的参数觉得的（time_t 是以秒为单位计算的） 。比如下面一段程序： #include "time.h" #include "stdio.h" #include "stdlib.h" int main(void) { time_t start,end; start = time(NUL); system("pau"); end = time(NUL); printf("The pau ud %f conds.
",difftime(end,start));//",end-start); 其运行结果是一样的。 4.6 分解时间转化为日历时间 这里说的分解时间就是以年、月、日、时、分、秒等分量保存的时间结构，在 C/C++中是 tm 结构。我们可以使用 mktime（）函数将用 tm 结构表示的时间转化为日历时间。其函数原型 如下： time_t mktime(struct tm * timeptr); 其返回值就是转化后的日历时间。这样我们就可以先制定一个分解时间，然后对这个时间进 行操作了，下面的例子可以计算出 1997 年 7 月 1 日是星期几：

x0c#include "time.h" #include "stdio.h" #include "stdlib.h" int main(void) { struct tm t; time_t t_of_day; _year=1997-1900; _mon=6; _mday=1; _hour=0; _min=0; _c=1; _isdst=0; t_of_day=mktime(&t); printf(ctime(&t_of_day)); return 0; } 运行结果： Tue Jul 01 00:00:01 1997 现在注意了，有了 mktime()函数，是不是我们可以操作现在之前的任何时间呢？你可以通过 这种办法算出 1945 年 8 月 15 号是星期几吗？答案是否定的。 因为这个时间在 1970 年 1 月 1 日之前，所以在大多数编译器中，这样的程序虽然可以编译通过，但运行时会异常终止。

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