基本概念

UTC全称为 Coordinated Universal Time 世界协调时，是一个时间体系。GMT全称为Greenwich Mean Time格林尼治平太阳时间，可以指一个时区。

GMT的计算是基于地球自转，一个周期约为86,400.002秒，它随着地球自转周期的变化而变化。UTC基于SI标准的原子时间，一个周期为精确的86,400.00秒，由于潮汐力等因素，地球自转周期在慢慢变长，当差别到±0.9秒时，就把协调世界时向前拨1秒或向后拨1秒这样就和GMT时间（地球自转）相同了。

东八区表示为 UTC+8 全球通用，英联邦国家则更倾向于使用 GMT+8。因此，UTC更为标准，在科学和工程中换算时间也是用UTC系统。

Epoch 指 UTC 时间从 1970 一月一日 0 时 0 分 0秒 开始的一个整数值

基本类型

C 语言使用下面五个类型来表示时间，time_t 和 clock_t 通常是一个整形来实现这个类型

  1. time_t // 表示从 Epoch 开始计算的时间
  2. clock_t // 进程消耗处理器的时间
  4. struct tm {
  5.     int    tm_sec;        /* seconds after the minute [0-60] */
  6.     int    tm_min;        /* minutes after the hour [0-59] */
  7.     int    tm_hour;    /* hours since midnight [0-23] */
  8.     int    tm_mday;    /* day of the month [1-31] */
  9.     int    tm_mon;        /* months since January [0-11] */
  10.     int    tm_year;    /* years since 1900 */
  11.     int    tm_wday;    /* days since Sunday [0-6] */
  12.     int    tm_yday;    /* days since January 1 [0-365] */
  13.     int    tm_isdst;    /* Daylight Savings Time flag */
  14.     long    tm_gmtoff;    /* offset from UTC in seconds */
  15.     char    *tm_zone;    /* timezone abbreviation */
  16. }; // 来表示日期 
  18. struct timespec {
  19.     __darwin_time_t tv_sec;
  20.     long            tv_nsec;
  21. }; // 秒和纳秒 C11/MSVC
  23. struct timeb {
  24.     time_t          time;           /* [XSI] Seconds since the Epoch */
  25.     unsigned short  millitm;        /* [XSI] Milliseconds since the Epoch */
  26.     short           timezone;       /* [XSI] Minutes west of CUT */
  27.     short           dstflag;        /* [XSI] non-zero if DST in effect */
  28. }; // 获取毫秒
  30. struct timeval {
  31.     __darwin_time_t         tv_sec;         /* seconds */
  32.     __darwin_suseconds_t    tv_usec;        /* and microseconds */
  33. }; // 秒和微秒 UNIX 系统下

获取系统时间

  1. #include <time.h>
  2. int main() {
  3.     time_t current_t;
  4.     time(&current_t);
  5. }

time 也可以使用返回值，传入指针比较块，time 函数返回的是秒数不精确，通常用来获取日历时间转化为 tm 结构体。

  1. #include <sys/timeb.h>
  2. int main() {
  3.     struct timeb current_t;
  4.     ftime(&current_t);
  5. }

timeb 有用的字段就是 time 和 millitm

  1. #include <time.h>
  2. int main() {
  3.     struct timeval current_t;
  4.     gettimeofday(&current_t, NULL);
  5. }

timeval 和 gettimeofday 在 UNIX 系统下生效

  1. #include <time.h>
  2. int main() {
  3.     struct timespec currrnt_t;
  4.     timespec_get(&currrnt_t, TIME_UTC);
  5. }

timespec 在 C11 和 windows 下使用

本地时间

  1. #include <time.h>
  2. int main() {
  3.     time_t current_time;
  4.     time(&current_time);
  5.     struct tm * cal_t = localtime(&current_time);
  6. }
  8. time_t current_time_1 = mktime(cal_t);

mktime 用来反过来解析 tm 结构体，mktime 不仅会将结构体进行转换，而且会进行属性检查，例如 70 秒会转化为 1 分 10 秒。

time 将 time_t 根据电脑所在的时区转化成，gmttime 时间根据 time_t 转化成零时区的时间。

格式化时间

  1. time_t current_time;
  2. time(&current_time);
  3. struct tm * cal_t = localtime(&current_time);
  4. asctime(cal_t);
  5. ctime(&current_time);
  1. char current_time[20]; 
  2. strftime(current_time, %Y-%m-%d %H %M %S, cal_t);
  3. // 等价于
  4. strftime(current_time, %Y %T, cal_t);

C 语言标准库不支持毫秒但是我们可以追加上去，因为毫秒只是数字罢了

解析时间

将 strftime 处理出来的字符串解析成 tm 结构体，strptime 并不是标准库的函数是 poix 对于 c 标准的扩展，需要定义 _XOPEN_SOURCE 宏来开启

  1. struct tm * cal_t;
  2. char * unparsed_string = strptime(time, "%F %T", &cal_t);

可以使用返回值来解析毫秒数，返回值返回的是没有解析的字符串，也可以使用 sscanf 来解析 2020-11-10 23:10:9 这样的字符串

  1. struct tm * cal_t;
  2. char *time = "2020-11-10 23:10:09";
  3. sscanf(time, "%4d-%2d-%2d %2d:%2d:%2d", &cal_t.tm_year, ...); // 省略

sscanf()会将参数str 的字符串根据参数format（格式化字符串）来转换并格式化数据（格式化字符串请参考scanf()）， 转换后的结果存于对应的变量中。

程序时间差

  1. cloct_t start_time = clock();
  2. // do something
  3. cloct_t end_time = clock();
  5. CLOCKS_PRE_SEC

clock 函数返回一个整数，CLOCKS_PRE_SEC 定义了每秒有多少时钟，那么使用 clock_t 除以 CLOCKS_PRE_SEC 就得到了秒数，最好在除之前加一个 1.0 转换成浮点数。

clock 更能反应程序运行时间，比 time 更准确，因为 cpu 会同时执行很多程序，会并行执行，time 只反应真实世界经历的时间。