C++11中的chrono庫詳解
前言
C++11提供了日期時間相關(guān)的庫chrono，通過chrono庫可以很方便的處理日期和時間。chrono庫主要包含3種類型：時間間隔duration、時鐘clocks和時間點time_point
1、記錄時長的duration
duration為一個模板類，表示時間間隔，可以是幾秒、幾分鐘或者幾個小時的時間間隔。duration的原型如下：
template <class Rep, class Period = ratio<1> > class duration;
第一模板參數(shù)Rep是一個數(shù)值類型，表示時鐘數(shù)的類型；第二個模板參數(shù)是一個默認(rèn)模板參數(shù)std::ratio，表示時鐘周期，它的原型如下：
template <intmax_t N, intmax_t D = 1 > class ratio;
它表示每個時鐘周期的秒數(shù)，其中第一個模板參數(shù)N代表分子，D代表分母，分母默認(rèn)為1，因此，ratio代表的是一個分子除以分母的分?jǐn)?shù)值。比如：
ratio<2> //代表2秒 ratio<60> //代表1分鐘 ratio<60*60> //代表1小時 ratio<60*60*24> //代表1天 ratio<1, 1000> //代表1毫秒 ratio<1, 1000000> //代表1微秒 ratio<1, 1000000000> //代表1納秒
為了方便使用，標(biāo)準(zhǔn)庫定義了一些常用的時間間隔，如時、分、秒、毫秒、微秒和納秒，在chrono命名空間下，定義如下(vs2013的源碼)：
typedef duration<long long, nano> nanoseconds; typedef duration<long long, micro> microseconds; typedef duration<long long, milli> milliseconds; typedef duration<long long> seconds; typedef duration<int, ratio<60> > minutes; typedef duration<int, ratio<3600> > hours;
通過定義這些常用的時間間隔類型，我們能方便的使用它們，比如線程休眠：
//休眠100毫秒 this_thread::sleep_for(std::chrono::duration<int, ratio<1, 100>>(100)); this_thread::sleep_for(std::chrono::microseconds(100));//更簡單 //休眠3秒 this_thread::sleep_for(std::chrono::duration<int>(3)); this_thread::sleep_for(std::chrono::seconds(3));//更簡單
chrono還提供了獲取時間間隔的時鐘周期數(shù)的方法count()，它的基本用法如下：
#include<iostream>
#include<chrono>
int main()
{
std::chrono::seconds s(3);//3秒
std::chrono::milliseconds ms = 2 * s;//6000毫秒
std::cout << "3 s duration has " << s.count() << " ticks\n" << "6000 ms duration has " << ms.count() << " ticks\n";
}執(zhí)行結(jié)果：
duration在某些情況下可以進(jìn)行轉(zhuǎn)換，例如，當(dāng)duration的Rep都為整型，且源Period要大于目標(biāo)Period時或者目標(biāo)duration的Rep為浮點數(shù)時可以使用傳統(tǒng)類型轉(zhuǎn)化或者隱式調(diào)用其單值構(gòu)造函數(shù)，不必調(diào)用duration_cast
int main()
{
//目標(biāo)duration的Rep為double
std::chrono::milliseconds int_milliseconds(1024); // 1024ms
std::chrono::microseconds int_microseconds(1024); // 1024us
std::chrono::duration<double> double_seconds;
double_seconds = int_microseconds; //1024ms = 1.024s
double_seconds = int_milliseconds; //1024us = 0.001024s
//當(dāng)duration的Rep都為整型，且源Period可被目標(biāo)Period整除時
int_microseconds = int_milliseconds; //ms賦值給us可以，但是us賦值給ms不可
int_milliseconds = std::chrono::seconds(1); //s賦值給ms可以，但是ms賦值給s不可以
//源duration的Rep為double， 目標(biāo)duration的Rep不為double，不能轉(zhuǎn)換
//std::chrono::milliseconds t1 = std::chrono::duration<double>(1024);
/*
* 數(shù)據(jù)會發(fā)生截斷時的轉(zhuǎn)化
* chrono庫提供了duration之間相互轉(zhuǎn)化的函數(shù)，其定義如下
* template <class ToDuration, class Rep, class Period>
* constexpr ToDuration duration_cast(const duration<Rep,Period>& d);
*/
std::chrono::seconds t1 = std::chrono::duration_cast<std::chrono::seconds>(std::chrono::milliseconds(1024)); // 1s = 1024ms(精度損失)
std::chrono::seconds t2 = std::chrono::duration_cast<std::chrono::seconds>(std::chrono::duration<double>(1.024)); // 1s = 1.024s
}時間間隔之間可以做運算，計算兩端時間間隔的差值的實例如下：
int main()
{
std::chrono::minutes t1(10);
std::chrono::seconds t2(50);
std::chrono::seconds t3 = t1 - t2;
cout << t3.count() << " second" << endl;
}執(zhí)行結(jié)果：
其中，t1代表10分鐘，t2代表50秒，t3則是t1減t2，也就是600-50=550秒。通過調(diào)用t3的count()輸出差值550個時鐘周期，因為t3的時鐘周期為1秒，所以t3表示時間間隔為550秒。
值得注意的是，duration的加減運算有一定的規(guī)則，當(dāng)兩個duration時鐘周期不相同的時候，會先統(tǒng)一成一種時鐘，然后再作加減運算。統(tǒng)一成一種時鐘的規(guī)則如下：
對于ratio<x1, y1>count1和ratio<x2, y2>count2。如果x1、x2的最大公約數(shù)為x，y1、y2的最小公倍數(shù)為y，那么統(tǒng)一之后的ratio為ratio<x, y>
例如：
int main()
{
std::chrono::duration<double, std::ratio<9, 7>> d1(3);
std::chrono::duration<double, std::ratio<6, 5>> d2(1);
auto d3 = d1 - d2;
cout << "d3類型 : "<<typeid(d3).name() << endl;
cout << d3.count() << endl;
}執(zhí)行結(jié)果：
根據(jù)前面介紹的規(guī)則，對于9/7和6/5，分子取最大公約數(shù)3，分母取最小公倍數(shù)35，所以，統(tǒng)一之后的duration為std::chrono::duration<double,struct std::ratio<3,35>>。然后再將原來的duration轉(zhuǎn)換為統(tǒng)一的duration，最后計算的時鐘周期數(shù)為：((9/7)/(3/35)*3)-((6/5)/(3/35)*1)，結(jié)果為31
2、表示時間點的time_point
time_point表示一個時間點，用來獲取從它的clock的開始所經(jīng)過的duration(比如，可能是1970.1.1以來的時間間隔)和當(dāng)前時間，可以做一些時間的比較和算術(shù)運算，可以喝ctime庫結(jié)合起來顯示時間。time_point必須用clock來計時。time_point有一個函數(shù)time_from_eproch()用來獲得1970年1月1日到time_point時間經(jīng)過的duration
time_point是一個類模板，原型如下：
template <class Clock, class Duration = typename Clock::duration> class time_point; template <class Clock, class Duration = typename Clock::duration> class time_point;
第一個模板參數(shù)Clock用來指定所要使用的時鐘（標(biāo)準(zhǔn)庫中有三種時鐘，system_clock，steady_clock和high_resolution_clock）
第二個模板函數(shù)參數(shù)用來表示時間的計量單位(特化的std::chrono::duration<> )
計算當(dāng)前時間距離1970年1月1日有多少天
#include<iostream>
#include<chrono>
#include<ratio>
using namespace std::chrono;
int main()
{
using days_type = duration<int, std::ratio<60 * 60 * 24>>;
time_point<system_clock, days_type> today = time_point_cast<days_type>(system_clock::now());
std::cout << today.time_since_epoch().count() << " days since epoch" << endl;
}執(zhí)行結(jié)果：
time_point還支持一些算術(shù)運算，比如兩個time_point的差值時鐘周期數(shù)，還可以和duration相加減。要注意不同clock的time_point是不能進(jìn)行算術(shù)運算的。下面例子將展示前一天和后一天的日期：
#include<iostream>
#include<chrono>
#include<iomanip>
using namespace std::chrono;
int main()
{
system_clock::time_point now = system_clock::now();
std::time_t prev = system_clock::to_time_t(now - hours(24)); //返回時間戳
std::time_t next = system_clock::to_time_t(now + hours(24)); //返回時間戳
cout << "One day ago, the time was " << std::put_time(std::localtime(&prev), "%Y.%m.%d %H:%M:%S") << endl;
cout << "A day later, the time is " << std::put_time(std::localtime(&next), "%Y.%m.%d %H:%M:%S") << endl;
}執(zhí)行結(jié)果：
3、獲取系統(tǒng)時鐘的clocks
clocks表示當(dāng)前的系統(tǒng)時鐘，內(nèi)部有time_point、duration、Rep、Period等信息，主要用來獲取當(dāng)前時間，以及實現(xiàn)time_t和time_point的相互轉(zhuǎn)換。clocks包含如下3種時鐘：
-system_clock：代表真實時間的掛鐘時間，具體時間依賴于系統(tǒng)。system_clock保證提供的時間值是一個可讀時間
-steady_clock：不能被“調(diào)整” 的時鐘，并不一定代表真實世界的掛鐘時間。保證先后調(diào)用now()得到的時間值是不會遞減的
-high_resoulution_clock：高精度時鐘，實際上是system_clock或者steady_clock的別名?？梢酝ㄟ^now()來獲取當(dāng)前時間點，代碼如下：
int main()
{
std::chrono::system_clock::time_point t1 = std::chrono::system_clock::now();
cout << "hello fl" << endl;
std::chrono::system_clock::time_point t2 = std::chrono::system_clock::now();
cout << (t2 - t1).count() << " tick count" << endl;
return 0;
}執(zhí)行結(jié)果：
system_clock的to_time_t方法可以將一個time_point轉(zhuǎn)換為ctime：
std::time_t now_c = std::chrono::system_clock::to_time_t(time_point);
而from_time_t方法則正好相反，它將ctime轉(zhuǎn)換為time_point
steady_clock可以獲取穩(wěn)定可靠的時間間隔，后一次調(diào)用now()的值和前一次的差值不會因為修改了系統(tǒng)時間而改變，從而保證了穩(wěn)定的時間間隔。steady_clock的用法和system用法一樣。
到此這篇關(guān)于C++11中的chrono庫詳解的文章就介紹到這了,更多相關(guān)C++11中的chrono庫內(nèi)容請搜索腳本之家以前的文章或繼續(xù)瀏覽下面的相關(guān)文章希望大家以后多多支持腳本之家！
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