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【C语言】时间函数详解

2024-12-02 5
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简介： 在C语言中，时间处理功能由标准库 `time.h` 提供。使用这些函数时，需要包含 `#include <time.h>` 头文件。以下是一些常用的时间函数的详细讲解，包括函数原型、参数说明、返回值说明以及示例代码和表格汇总。

C语言时间函数详解

在C语言中，时间处理功能由标准库 time.h 提供。使用这些函数时，需要包含 #include <time.h> 头文件。以下是一些常用的时间函数的详细讲解，包括函数原型、参数说明、返回值说明以及示例代码和表格汇总。

表格汇总

函数 作用 示例 输出
time 获取当前时间 time(NULL) 时间戳
localtime 将时间戳转换为本地时间结构体 localtime(&timestamp) struct tm 结构体
gmtime 将时间戳转换为UTC时间结构体 gmtime(&timestamp) struct tm 结构体
strftime 格式化时间为字符串 strftime(buffer, size, format, &tm) 格式化后的时间字符串
clock 获取程序运行时间 clock() CPU时间
difftime 计算两个时间点之间的差值 difftime(end, start) 时间差（秒）
mktime 将struct tm转换为时间戳 mktime(&tm) 时间戳

1. time

函数原型:

time_t time(time_t *t);

参数说明:

  • t: 如果不为 NULL，则函数将当前时间存储在 t 指向的变量中。

返回值说明:

  • 返回当前的时间戳（从1970年1月1日00:00:00 UTC到现在的秒数）。

示例代码:

#include <stdio.h>
#include <time.h>

int main() {
   
    time_t current_time;
    current_time = time(NULL);
    printf("当前时间戳: %ld\n", (long)current_time); // 输出: 当前时间戳: 1634602475
    return 0;
}

表格说明:

函数 作用 示例 输出
time 获取当前时间 time(NULL) 当前时间戳

2. localtime

函数原型:

struct tm *localtime(const time_t *timep);

参数说明:

  • timep: 指向 time_t 类型的时间戳。

返回值说明:

  • 返回指向 struct tm 结构体的指针，该结构体包含本地时间的详细信息。

示例代码:

#include <stdio.h>
#include <time.h>

int main() {
   
    time_t current_time;
    struct tm *local_time;

    current_time = time(NULL);
    local_time = localtime(&current_time);

    printf("本地时间: %04d-%02d-%02d %02d:%02d:%02d\n",
           local_time->tm_year + 1900,
           local_time->tm_mon + 1,
           local_time->tm_mday,
           local_time->tm_hour,
           local_time->tm_min,
           local_time->tm_sec); // 输出: 本地时间: 2024-08-15 12:34:56
    return 0;
}

表格说明:

函数 作用 示例 输出
localtime 将时间戳转换为本地时间结构体 localtime(&current_time) 本地时间: 2024-08-15 12:34:56

3. gmtime

函数原型:

struct tm *gmtime(const time_t *timep);

参数说明:

  • timep: 指向 time_t 类型的时间戳。

返回值说明:

  • 返回指向 struct tm 结构体的指针，该结构体包含UTC时间的详细信息。

示例代码:

#include <stdio.h>
#include <time.h>

int main() {
   
    time_t current_time;
    struct tm *utc_time;

    current_time = time(NULL);
    utc_time = gmtime(&current_time);

    printf("UTC时间: %04d-%02d-%02d %02d:%02d:%02d\n",
           utc_time->tm_year + 1900,
           utc_time->tm_mon + 1,
           utc_time->tm_mday,
           utc_time->tm_hour,
           utc_time->tm_min,
           utc_time->tm_sec); // 输出: UTC时间: 2024-08-15 04:34:56
    return 0;
}

表格说明:

函数 作用 示例 输出
gmtime 将时间戳转换为UTC时间结构体 gmtime(&current_time) UTC时间: 2024-08-15 04:34:56

4. strftime

函数原型:

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

参数说明:

  • str: 指向存储格式化时间字符串的缓冲区。
  • maxsize: 缓冲区的最大大小。
  • format: 格式化时间的格式字符串。
  • tm: 指向 struct tm 结构体的指针。

返回值说明:

  • 返回格式化字符串的长度。如果返回值等于0，则表示缓冲区不够大，未能完全写入。

示例代码:

#include <stdio.h>
#include <time.h>

int main() {
   
    time_t current_time;
    struct tm *local_time;
    char buffer[80];

    current_time = time(NULL);
    local_time = localtime(&current_time);

    strftime(buffer, sizeof(buffer), "当前时间: %Y-%m-%d %H:%M:%S", local_time);
    printf("%s\n", buffer); // 输出: 当前时间: 2024-08-15 12:34:56
    return 0;
}

表格说明:

函数 作用 示例 输出
strftime 格式化时间为字符串 strftime(buffer, sizeof(buffer), "%Y-%m-%d %H:%M:%S", &local_time) 当前时间: 2024-08-15 12:34:56

5. clock

函数原型:

clock_t clock(void);

参数说明:

  • 无参数。

返回值说明:

  • 返回程序从启动到当前时刻所消耗的CPU时间，以时钟计数的形式表示。

示例代码:

#include <stdio.h>
#include <time.h>

int main() {
   
    clock_t start, end;
    double cpu_time_used;

    start = clock();
    // 模拟耗时操作
    for (long i = 0; i < 1000000000; i++);
    end = clock();

    cpu_time_used = ((double) (end - start)) / CLOCKS_PER_SEC;
    printf("程序运行时间: %f 秒\n", cpu_time_used); // 输出: 程序运行时间: 0.123456 秒
    return 0;
}

表格说明:

函数 作用 示例 输出
clock 获取程序运行时间 clock() 程序运行时间: 0.123456 秒

6. difftime

函数原型:

double difftime(time_t time1, time_t time2);

参数说明:

  • time1: 第二个时间点的时间戳。
  • time2: 第一个时间点的时间戳。

返回值说明:

  • 返回 time1 和 time2 之间的时间差，以秒为单位。结果为 time1 - time2 的值。

示例代码:

#include <stdio.h>
#include <time.h>

int main() {
   
    time_t start, end;
    double difference;

    // 获取当前时间戳作为开始时间
    start = time(NULL);

    // 模拟耗时操作
    for (long i = 0; i < 1000000000; i++);

    // 获取当前时间戳作为结束时间
    end = time(NULL);

    // 计算两个时间戳之间的差值
    difference = difftime(end, start);

    printf("时间差: %.f 秒\n", difference); // 输出: 时间差: 2 秒
    return 0;
}

表格说明:

函数 作用 示例 输出
difftime 计算两个时间点之间的时间差（秒） difftime(end, start) 时间差: 2 秒

函数详解

difftime 函数用于计算两个时间点之间的差值，并以秒为单位返回。它的参数是两个 time_t 类型的时间戳。time1 和 time2 分别表示结束时间和开始时间。函数返回 time1 - time2 的结果，结果是一个 double 类型的值，表示时间差（秒）。

示例解释

在上面的示例代码中，我们首先获取了当前时间的时间戳 start，然后模拟了一个耗时的操作。之后，再次获取当前时间的时间戳 end。使用 difftime 函数计算 end 和 start 之间的时间差，得到的结果表示操作所花费的时间（以秒为单位），并打印出来。

这种计算在需要测量程序运行时间、执行时间段的任务等情况下非常有用。通过 difftime 函数，可以方便地获取两个时间点之间的时间差，从而分析和优化程序性能。

7. mktime

函数原型:

time_t mktime(struct tm *tm);

参数说明:

  • tm: 指向 struct tm 结构体的指针，该结构体包含要转换为时间戳的本地时间信息。

返回值说明:

  • 返回将 struct tm 结构体表示的本地时间转换为 time_t 类型的时间戳。如果无法转换，返回 -1。

示例代码:

#include <stdio.h>
#include <time.h>

int main() {
   
    struct tm time_info;
    time_t timestamp;

    // 设置特定的时间
    time_info.tm_year = 2024 - 1900;  // 年份从1900年开始
    time_info.tm_mon = 7;             // 月份从0开始（即8月）
    time_info.tm_mday = 15;           // 日期
    time_info.tm_hour = 12;
    time_info.tm_min = 30;
    time_info.tm_sec = 0;
    time_info.tm_isdst = -1;          // 让系统自动判断夏令时

    timestamp = mktime(&time_info);

    if (timestamp != -1) {
   
        printf("时间戳: %ld\n", (long)timestamp); // 输出: 时间戳: 1713102600
    } else {
   
        printf("时间转换失败\n");
    }

    return 0;
}

表格说明:

函数 作用 示例 输出
mktime 将 struct tm 转换为时间戳 mktime(&time_info) 时间戳: 1713102600

8. asctime

函数原型:

char *asctime(const struct tm *tm);

参数说明:

  • tm: 指向 struct tm 结构体的指针。

返回值说明:

  • 返回一个指向包含时间的字符串的指针，字符串的格式为 "Day Mon Date HH:MM:SS Year\n"。

示例代码:

#include <stdio.h>
#include <time.h>

int main() {
   
    time_t current_time;
    struct tm *local_time;
    char *time_str;

    current_time = time(NULL);
    local_time = localtime(&current_time);
    time_str = asctime(local_time);

    printf("本地时间: %s", time_str); // 输出: 本地时间: Mon Aug 15 12:34:56 2024\n
    return 0;
}

表格说明:

函数 作用 示例 输出
asctime 将 struct tm 转换为字符串 asctime(&local_time) 本地时间: Mon Aug 15 12:34:56 2024\n

9. ctime

函数原型:

char *ctime(const time_t *timep);

参数说明:

  • timep: 指向 time_t 类型的时间戳。

返回值说明:

  • 返回一个指向包含时间的字符串的指针，字符串的格式为 "Day Mon Date HH:MM:SS Year\n"。

示例代码:

#include <stdio.h>
#include <time.h>

int main() {
   
    time_t current_time;
    char *time_str;

    current_time = time(NULL);
    time_str = ctime(&current_time);

    printf("当前时间: %s", time_str); // 输出: 当前时间: Mon Aug 15 12:34:56 2024\n
    return 0;
}

表格说明:

函数 作用 示例 输出
ctime 将时间戳转换为字符串 ctime(&current_time) 当前时间: Mon Aug 15 12:34:56 2024\n

10. clock_gettime 和 clock_settime

函数原型:

int clock_gettime(clockid_t clk_id, struct timespec *tp);
int clock_settime(clockid_t clk_id, const struct timespec *tp);

参数说明:

  • clk_id: 计时器ID，通常是 CLOCK_REALTIME 或 CLOCK_MONOTONIC。
  • tp: 指向 struct timespec 结构体的指针，struct timespec 结构体定义如下：
    struct timespec {
     
    time_t tv_sec;  // 秒
    long   tv_nsec; // 纳秒
};

返回值说明:

  • 成功时返回 0，失败时返回 -1，并设置 errno 以指示错误类型。

示例代码:

#include <stdio.h>
#include <time.h>

int main() {
   
    struct timespec ts;

    // 获取当前时间
    if (clock_gettime(CLOCK_REALTIME, &ts) == 0) {
   
        printf("当前时间: %ld 秒, %ld 纳秒\n", ts.tv_sec, ts.tv_nsec); // 输出: 当前时间: 1634602475 秒, 123456789 纳秒
    } else {
   
        perror("clock_gettime");
    }

    return 0;
}

表格说明:

函数 作用 示例 输出
clock_gettime 获取指定时钟的时间 clock_gettime(CLOCK_REALTIME, &ts) 当前时间: 1634602475 秒, 123456789 纳秒

总结

在C语言中，时间函数提供了丰富的功能来处理时间和日期。time 函数获取当前时间戳，localtime 和 gmtime 函数将时间戳转换为 struct tm 结构体表示的本地时间和UTC时间。strftime 函数格式化时间字符串，clock 函数获取程序的CPU时间，difftime 函数计算两个时间点之间的差值，mktime 函数将 struct tm 结构体转换为时间戳。asctime 和 ctime 函数将时间转换为字符串格式。

了解并正确使用这些时间函数，可以有效地处理时间和日期相关的任务，从而在程序中实现各种时间计算和格式化需求。

9. 结束语

  1. 本节内容已经全部介绍完毕，希望通过这篇文章，大家对C语言时间函数有了更深入的理解和认识。
  2. 感谢各位的阅读和支持，如果觉得这篇文章对你有帮助，请不要吝惜你的点赞和评论，这对我们非常重要。再次感谢大家的关注和支持！
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Serverless
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