C++11: chrono-白红宇

C++11: chrono

阅读量：5992 次

发布时间：2019-06-20

本文共 7353 字，大约阅读时间需要 24 分钟。

chrono是一个time-library,要使用chrono这个库需要#include<chrono>.

通常要使用chrono这个库必定少不了ratio这个库，需包含#include<ratio>,如果已经#include<chrono>就不需要再#include<ratio>了.

我们首先来明确两个概念:

所谓duration(时间段): 指的是在某时间单位上的一个明确的tick(片刻数).举个例子，“3分钟”指的是“3个一分钟”。

所谓timepoint(时间点):的意思是一个duration和一个epoch(起始点）的组合. 典型的例子是“2000年新年午夜”时间点，它被描述为“自1970年1月1日开始的第1 262 300 400秒”。

ratio:

 template 
    
      class ratio;

Numerator: 分子.

Denominator: 分母.

ratio有两个成员:

ratio::num; //获得ratio的分子.

ratio::den; //获得ratio的分母.

#include 
    
     #include

int main(){ std::ratio<1, 4> oneForth; std::cout<<"Numrator: "<
    
     <

std::chrono::duration

用来表示一段时间.

 template 
    
     <1> >class duration;

Rep: 是一个算术类型(int, double....),或者一类模拟算术类型.

Period: 是一个std::ratio类型.

比如:

 std::chrono::duration
    
     <1,1>> seconds(3);//3秒.

由于各种duration的表示是不同的(比如不同的std::duration,用的std::ratio是不同的)因此标准库还提供了:

template 
    
       constexpr ToDuration duration_cast (const duration
     
      & dtn);

ToDuration: 是我们想要转成duration的类型.

Rep: 是将要被我们转换的duration类型的算术类型.

Period: 是将要被我转换的duration类型的std::ratio类型.

duration的成员函数:

 constexpr rep count() const;

返回该duration中std::ratio的数量.

 static constexpr duration zero();

返回长度为0的duration.

 static constexpr duration min();

返回此类型之最小的可能.

 static constexpr duration zero();

返回此类型之最大的可能.

#include 
    
     #include 
     
      #include

int main(){ using second_type = std::chrono::duration
    
     <1, 1>>; using minutes_type = std::chrono::duration
     
      <60, 1>>; using hour_type = std::chrono::duration
      
       <3600, 1>>;   second_type oneDay1(24*3600); //一天：24*3600秒.  minutes_type oneDay2(24*60); //一天: 24*60分钟.  hour_type oneDay3(24);      //一天： 24小时.   //hour_type oneDay4(oneDay2); //error.不能直接转换.  hour_type oneDay5(oneDay3); // ok. hour_type oneDay6(std::chrono::duration_cast
       
        (oneDay2)); //ok.  std::cout<< oneDay3.count() <
        
         (ms); minutes mm = duration_cast
         
          (ms % hours(1)); //注意这里ms是个std::chrono::milliseconds类型.  seconds ss = duration_cast
          
           (ms % minutes(1)); std::cout<<"hours: "<
           
            <<" minutes: "<
            
             <<" seconds: "<
             
              <

Clock:

Clock定义出了一个epoch(起始点)和一个tick(周期，也可以称作period).例如某个Clock也许定义周期(tick)为毫秒（millionsecond），起始点是UNIX epoch(起始点): 1970年1月1日, 或者定义周期(tick)为纳秒(nanosecond),起始点为程序员的开始时间.

Clock还提供了一个类型给“与此Clock关联”的任何timepoint使用，例如Clock的now()成员函数可以产出一个代表“现在时刻”的timepoint对象.

Clock(时钟）有三种：

std::system_clock; //它所表现的timepoint(时间点)将关联到现行系统的即时时钟.这个clock提供便捷函数to_time_t()和from_time_t(),允许我们在timepoint和C语言的系统时间类型time_t之间转换。

std::steady_clock; //它保证绝对不会被调整。因此当实际时间流逝，其timepoint值也绝对不会减少，而且这些timepoint对于真实时间都有稳定的前进速率.

std::high_resolution_clock; //它表现的是当前系统中带有最短tick(周期）的clock.(我们常用的时间周期是1秒).也就是说它是更高精度的std::steady_clock

注意，标准库并不强制规定各种clock的精确度, epoch(起始点), "最大和最小的timepoint的范围"

以上3种Clock都具有的成员类型:

Clock::duration //获得Clock的duration(时间段)类型.因为一般情况下我们是不知道Clock的计时单位的因此用这个比较保险.

Clock::rep //获得上面得到的duration的算术类型比如是:double啊，int啊，等等,等价于:Clock::duration::rep

Clock::period //获得当前Clock的duration类型的，计时单位，是分？是秒？其实也就是一个std::ratio类型.

也相当于Clock::duration::period.

Clock::is_steady //如果该Clock是一个steady类型，该值为true.

Clock::now() //一个static函数，获得调用该函数时候的当前时刻.

 #include 
    
     #include 
     
      #include

template
    
     < std::is_same
     
      ::value                                                          || std::is_same
      
       ::value                      || std::is_same
       
        ::value                      >::type>void printClockData(){ std::cout<<"- precision: "; using P = typename Clock::period; //相当于Clock::duration::period;其实是一个std::ratio类型.  if(std::ratio_less_equal
        
         ::value){  using TT = typename std::ratio_multiply
         
          ::type; //这里的type是std::ratio类型.  std::cout<< std::fixed << double(TT::num)/TT::den << " milliseconds " << std::endl;    }else{  std::cout<< std::fixed << double(P::num)/P::den <<" seconds"<
          
           <<"- is_steady: "<< std::boolalpha << Clock::is_steady << std::endl;}

int main(){ std::cout<< "system_clock: " <
    
     
      (); std::chrono::system_clock::time_point t1 = std::chrono::system_clock::now(); std::cout<< "system_clock::now() "<
      
       << "cost: "<< sd.count() <
       
        (); std::chrono::high_resolution_clock::time_point t2 = std::chrono::high_resolution_clock::now(); std::cout<< "high_resolution_clock::now() " <
        
         << "cost: "<< hd.count() <
         
          (); std::chrono::steady_clock::time_point t3 = std::chrono::steady_clock::now(); std::cout<< "steady_clock::now() "<
          
           <<"cost: "<< ssd.count() <
           
            
              du = ssd; std::chrono::steady_clock::period ratioForSteady_clock; std::cout<< ratioForSteady_clock.num << " " << ratioForSteady_clock.den <

Timepoint(时间点):

夹带（搭配）那些clock，甚至用户自定义的clock，你将可以处理timepoint。Class time_point提供了相应接口，以一个clock为参数.

template 
    
      class time_point;

下面4个特定的timepoint扮演了特殊的角色.

1,Epoch, 由任何clock的time_point的default构造函数产出.

2,Current time, 由任何clock的static成员函数now()产出.

3,Minimnum timepoint, 由任何clock的timepoint的static成员函数min()产出.

4,Maximum timepoint, 由任何clocktimepoint的static成员函数max()产出.

#include 
    
     #include 
     
      #include 
      
       #include 
       
        std::string asString(const std::chrono::system_clock::time_point& tp){	std::time_t t = std::chrono::system_clock::to_time_t(tp);	std::string timeString = std::asctime(std::gmtime(&t));	//timeString.resize(timeString.size()-1);	return timeString;} int main(){	std::chrono::system_clock::time_point tp;	std::cout<< "epoch: "<< asString(tp) <
        
         >;	userDefined tp1 = std::chrono::time_point_cast
         
          
           >(std::chrono::system_clock::time_point::min()); std::cout<< "min: "<< asString(tp1) <

> t_p; std::chrono::system_clock::time_point tp2(t_p); tp2 = std::chrono::system_clock::time_point::max(); std::cout<< "max: "<< asString(tp2)<

std::chrono::time_point的operator(s):

#include 
    
     #include 
     
      #include 
      
       #include 
       
        std::string asString(const std::chrono::system_clock::time_point& tp){	std::time_t t = std::chrono::system_clock::to_time_t(tp);		std::string timeString(std::ctime(&t));	return timeString;}int main(){	using Days = std::chrono::duration
        
         >; 	using Hours = std::chrono::duration
         
          >; using Minutes = std::chrono::duration
          
           >; using Seconds = std::chrono::duration
           
            >; using Years = std::chrono::duration
            
             >; std::chrono::time_point
             
               tp1; std::cout<< "Epoch: "<< asString(tp1) <
              
                dis = tp1 - std::chrono::system_clock::time_point(); //注：上面减号后面的 std::chrono::system_clock::time_point();获得的是Epoch. std::cout<< "Diff: " << (std::chrono::duration_cast
               
                (dis)).count() << " minute(s)." <
                
                 (dis); std::cout<< "days: " << days.count() << " day(s)."<

16/6/21：

两种打印时间字符串的方法:

#include 
    
     #include 
     
      #include 
      
       int main(){	//case 1: 这种情况下是考虑时区的. 	std::chrono::time_point
       
         tp; //epoch	std::time_t t = std::chrono::system_clock::to_time_t(tp);	std::string strOne = std::ctime(&t);	strOne.resize(strOne.size()-1);  //去除尾部的换行符. 	std::cout<< strOne << std::endl;		//case 2: 不考虑时区. 	std::chrono::time_point
        
          tp_one; //epoch	std::time_t tTwo = std::chrono::system_clock::to_time_t(tp_one);	std::string strTwo = std::asctime(std::gmtime(&tTwo));	std::cout<< strTwo <