c++ 时间类型详解(time_t和tm)

偏执的太偏执、 2024-02-18 20:28 8阅读 0赞

我们在编程中可能会经常用到时间，比如取得系统的时间（获取系统的年、月、日、时、分、秒，星期等），或者是隔一段时间去做某事，那么我们就用到一些时间函数。

linux下存储时间常见的有两种存储方式，一个是从1970年到现在经过了多少秒，一个是用一个结构来分别存储年月日时分秒的。

time\_t 这种类型就是用来存储从1970年到现在经过了多少秒，要想更精确一点，可以用结构struct timeval，它精确到微妙。

struct timeval
    {
        
        long tv_sec; /*秒*/
        long tv_usec; /*微秒*/
    }; timeval
    {
       
        long tv_sec; /*秒*/
        long tv_usec; /*微秒*/
    };

而直接存储年月日的是一个结构：

struct tm
    {
        
        int tm_sec;  /*秒，正常范围0-59， 但允许至61*/
        int tm_min;  /*分钟，0-59*/
        int tm_hour; /*小时， 0-23*/
        int tm_mday; /*日，即一个月中的第几天，1-31*/
        int tm_mon;  /*月， 从一月算起，0-11*/  1+p->tm_mon;
        int tm_year;  /*年， 从1900至今已经多少年*/  1900＋ p->tm_year;
        int tm_wday; /*星期，一周中的第几天， 从星期日算起，0-6*/
        int tm_yday; /*从今年1月1日到目前的天数，范围0-365*/
        int tm_isdst; /*日光节约时间的旗标*/
    }; tm
    {
       
        int tm_sec;  /*秒，正常范围0-59， 但允许至61*/
        int tm_min;  /*分钟，0-59*/
        int tm_hour; /*小时， 0-23*/
        int tm_mday; /*日，即一个月中的第几天，1-31*/
        int tm_mon;  /*月， 从一月算起，0-11*/  1+p->tm_mon;
        int tm_year;  /*年， 从1900至今已经多少年*/  1900＋ p->tm_year;
        int tm_wday; /*星期，一周中的第几天， 从星期日算起，0-6*/
        int tm_yday; /*从今年1月1日到目前的天数，范围0-365*/
        int tm_isdst; /*日光节约时间的旗标*/
    };

需要特别注意的是，年份是从1900年起至今多少年，而不是直接存储如2011年，月份从0开始的，0表示一月，星期也是从0开始的， 0表示星期日，1表示星期一。

下面介绍一下我们常用的时间函数：

#include <time.h>
    char *asctime(const struct tm* timeptr); <time.h>
    char *asctime(const struct tm* timeptr);

将结构中的信息转换为真实世界的时间，以字符串的形式显示

char *ctime(const time_t *timep); *ctime(const time_t *timep);

将timep转换为真是世界的时间，以字符串显示，它和asctime不同就在于传入的参数形式不一样

double difftime(time_t time1, time_t time2); difftime(time_t time1, time_t time2);

返回两个时间相差的秒数

int gettimeofday(struct timeval *tv, struct timezone *tz); gettimeofday(struct timeval *tv, struct timezone *tz);

返回当前距离1970年的秒数和微妙数，后面的tz是时区，一般不用

struct tm* gmtime(const time_t *timep); tm* gmtime(const time_t *timep);

将time\_t表示的时间转换为没有经过时区转换的UTC时间，是一个struct tm结构指针

stuct tm* localtime(const time_t *timep);* localtime(const time_t *timep);

和gmtime类似，但是它是经过时区转换的时间。

time_t mktime(struct tm* timeptr); mktime(struct tm* timeptr);

将struct tm 结构的时间转换为从1970年至今的秒数

time_t time(time_t *t); time(time_t *t);

取得从1970年1月1日至今的秒数。

上面是简单的介绍，下面通过实战来看看这些函数的用法：

/*gettime1.c*/
    #include <time.h>
    
    int main()
    {
        
        time_t timep;
       
        time(&timep); /*获取time_t类型的当前时间*/
        /*用gmtime将time_t类型的时间转换为struct tm类型的时间按，／／没有经过时区转换的UTC时间
          然后再用asctime转换为我们常见的格式 Fri Jan 11 17:25:24 2008
        */
        printf("%s", asctime(gmtime(&timep)));
        return 0;
    }
    #include <time.h>
    
    int main()
    {
       
        time_t timep;
       
        time(&timep); /*获取time_t类型的当前时间*/
        /*用gmtime将time_t类型的时间转换为struct tm类型的时间按，／／没有经过时区转换的UTC时间
          然后再用asctime转换为我们常见的格式 Fri Jan 11 17:25:24 2008
        */
        printf("%s", asctime(gmtime(&timep)));
        return 0;
    }

编译并运行：

$gcc -o gettime1 gettime1.c
    $./gettime1
    Fri Jan 11 17:04:08 2008-o gettime1 gettime1.c
    $./gettime1
    Fri Jan 11 17:04:08 2008

下面是直接把time\_t类型的转换为我们常见的格式:

/* gettime2.c*/
    #include <time.h>
    
    int main()
    {
        
        time_t timep;
       
        time(&timep); /*获取time_t类型当前时间*/   
        /*转换为常见的字符串：Fri Jan 11 17:04:08 2008*/
        printf("%s", ctime(&timep));
        return 0;
    }
    #include <time.h>
    
    int main()
    {
       
        time_t timep;
       
        time(&timep); /*获取time_t类型当前时间*/   
        /*转换为常见的字符串：Fri Jan 11 17:04:08 2008*/
        printf("%s", ctime(&timep));
        return 0;
    }

编译并运行：

$gcc -o gettime2 gettime2.c
    $./gettime2
    Sat Jan 12 01:25:29 2008-o gettime2 gettime2.c
    $./gettime2
    Sat Jan 12 01:25:29 2008

我看了一本书上面说的这两个例子如果先后执行的话，两个的结果除了秒上有差别之外（执行程序需要时间），应该是一样的，可是我这里执行却发现差了很长时间按，一个是周五，一个是周六，后来我用 date 命令执行了一遍

$ date
    六 1月 12 01:25:19 CST 2008六 1月 12 01:25:19 CST 2008

我发现date和gettime2比较一致， 我估计可能gettime1并没有经过时区的转换，它们是有差别的。

/*gettime3.c */
    #include <time.h>
    
    int main()
    {
        
        char *wday[] = {
        "Sun", "Mon", "Tue", "Wed", "Thu", "Fri", "Sat"};
        time_t timep;
        struct tm *p;
       
        time(&timep); /*获得time_t结构的时间，UTC时间*/
        p = gmtime(&timep); /*转换为struct tm结构的UTC时间*/
        printf("%d/%d/%d ", 1900 + p->tm_year, 1+ p->tm_mon, p->tm_mday);
        printf("%s %d:%d:%d\n", wday[p->tm_wday], p->tm_hour,
            p->tm_min, p->tm_sec);
        return 0;
    }
    #include <time.h>
    
    int main()
    {
       
        char *wday[] = {
       "Sun", "Mon", "Tue", "Wed", "Thu", "Fri", "Sat"};
        time_t timep;
        struct tm *p;
       
        time(&timep); /*获得time_t结构的时间，UTC时间*/
        p = gmtime(&timep); /*转换为struct tm结构的UTC时间*/
        printf("%d/%d/%d ", 1900 + p->tm_year, 1+ p->tm_mon, p->tm_mday);
        printf("%s %d:%d:%d\n", wday[p->tm_wday], p->tm_hour,
            p->tm_min, p->tm_sec);
        return 0;
    }

编译并运行：

$gcc -o gettime3 gettime3.c
    $./gettime3
    2008/1/11 Fri 17:42:54-o gettime3 gettime3.c
    $./gettime3
    2008/1/11 Fri 17:42:54

从这个时间结果上来看，它和gettime1保持一致。

/*gettime4.c*/
    #include <time.h>
    
    int main()
    {
        
        char *wday[] = {
        "Sun", "Mon", "Tue", "Wed", "Thu", "Fri", "Sat"};
        time_t timep;
        struct tm *p;
       
        time(&timep); /*获得time_t结构的时间，UTC时间*/
        p = localtime(&timep); /*转换为struct tm结构的当地时间*/
        printf("%d/%d/%d ", 1900 + p->tm_year, 1+ p->tm_mon, p->tm_mday);
        printf("%s %d:%d:%d\n", wday[p->tm_wday], p->tm_hour, p->tm_min, p->tm_sec);
        return 0;
    }
    #include <time.h>
    
    int main()
    {
       
        char *wday[] = {
       "Sun", "Mon", "Tue", "Wed", "Thu", "Fri", "Sat"};
        time_t timep;
        struct tm *p;
       
        time(&timep); /*获得time_t结构的时间，UTC时间*/
        p = localtime(&timep); /*转换为struct tm结构的当地时间*/
        printf("%d/%d/%d ", 1900 + p->tm_year, 1+ p->tm_mon, p->tm_mday);
        printf("%s %d:%d:%d\n", wday[p->tm_wday], p->tm_hour, p->tm_min, p->tm_sec);
        return 0;
    }

编译并运行：

$gcc -o gettime4 gettime4.c
    $./gettime4
    2008/1/12 Sat 1:49:29-o gettime4 gettime4.c
    $./gettime4
    2008/1/12 Sat 1:49:29

从上面的结果我们可以这样说：

time, gmtime, asctime 所表示的时间都是UTC时间，只是数据类型不一样，

而localtime, ctime 所表示的时间都是经过时区转换后的时间，它和你用系统命令date所表示的CST时间应该保持一致。

/*gettime5.c*/
    #include <time.h>
    
    int main()
    {
        
        time_t timep;
        struct tm *p;
    
        time(&timep); /*当前time_t类型UTC时间*/
        printf("time():%d\n",timep);
        p = localtime(&timep); /*转换为本地的tm结构的时间按*/
        timep = mktime(p); /*重新转换为time_t类型的UTC时间，这里有一个时区的转换*/ //by lizp 错误，没有时区转换， 将struct tm 结构的时间转换为从1970年至p的秒数
        printf("time()->localtime()->mktime(): %d\n", timep);
        return 0;
    }
    #include <time.h>
    
    int main()
    {
       
        time_t timep;
        struct tm *p;
    
        time(&timep); /*当前time_t类型UTC时间*/
        printf("time():%d\n",timep);
        p = localtime(&timep); /*转换为本地的tm结构的时间按*/
        timep = mktime(p); /*重新转换为time_t类型的UTC时间，这里有一个时区的转换*/ //by lizp 错误，没有时区转换， 将struct tm 结构的时间转换为从1970年至p的秒数
        printf("time()->localtime()->mktime(): %d\n", timep);
        return 0;
    }

编译并运行：

$gcc -o gettime5 gettime5.c
    $./gettime5
    time():1200074913
    time()->localtime()->mktime(): 1200074913-o gettime5 gettime5.c
    $./gettime5
    time():1200074913
    time()->localtime()->mktime(): 1200074913

这里面把UTC时间按转换为本地时间，然后再把本地时间转换为UTC时间，它们转换的结果保持一致。

/*gettime6.c */
    #include <time.h>
    
    int main()
    {
        
        time_t timep;
        struct tm *p;
    
        time(&timep);  /*得到time_t类型的UTC时间*/
        printf("time():%d\n",timep);
        p = gmtime(&timep); /*得到tm结构的UTC时间*/
        timep = mktime(p); /*转换，这里会有时区的转换*/ //by lizp 错误，没有时区转换， 将struct tm 结构的时间转换为从1970年至p的秒数
        printf("time()->gmtime()->mktime(): %d\n", timep);
        return 0;
    }
    #include <time.h>
    
    int main()
    {
       
        time_t timep;
        struct tm *p;
    
        time(&timep);  /*得到time_t类型的UTC时间*/
        printf("time():%d\n",timep);
        p = gmtime(&timep); /*得到tm结构的UTC时间*/
        timep = mktime(p); /*转换，这里会有时区的转换*/ //by lizp 错误，没有时区转换， 将struct tm 结构的时间转换为从1970年至p的秒数
        printf("time()->gmtime()->mktime(): %d\n", timep);
        return 0;
    }

编译并运行：

$gcc -o gettime6 gettime6.c
    $./gettime6
    time():1200075192
    time()->gmtime()->mktime(): 1200046392-o gettime6 gettime6.c
    $./gettime6
    time():1200075192
    time()->gmtime()->mktime(): 1200046392

从这里面我们可以看出，转换后时间不一致了，计算一下，整整差了8个小时( (1200075192-1200046392)/3600 = 8)，说明mktime会把本地时间转换为UTC时间，这里面本来就是UTC时间，于是再弄个时区转换，结果差了8个小时，用的时候应该注意。

strftime() 函数将时间格式化

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
    ); strftime(
         char *strDest,
         size_t maxsize,
         const char *format,
         const struct tm *timeptr
    );

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

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(NULL);
        ptr=localtime(<);
        strftime(str,100,"It is now %I %p",ptr);
        printf(str);
        return 0;
    } "time.h"
    #include "stdio.h"
    int main(void)
    {
       
        struct tm *ptr;
        time_t lt;
        char str[80];
        lt=time(NULL);
        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 is now 4PM

而下面的程序则显示当前的完整日期：

#include<stdio.h>
    #include<string.h>
    #include<time.h>
    int main( void )
    {
        
        struct tm *newtime;
        char tmpbuf[128];
        time_t lt1;
       
        time( &lt1 );
        newtime=localtime(&lt1);
       
        strftime( tmpbuf, 128, "Today is %A, day %d of %B in the year %Y.\n", newtime);
        printf(tmpbuf);
    
        return 0;
    }<stdio.h>
    #include<string.h>
    #include<time.h>
    int main( void )
    {
       
        struct tm *newtime;
        char tmpbuf[128];
        time_t lt1;
       
        time( &lt1 );
        newtime=localtime(&lt1);
       
        strftime( tmpbuf, 128, "Today is %A, day %d of %B in the year %Y.\n", newtime);
        printf(tmpbuf);
    
        return 0;
    }