Linuxには時間を計算する機能はありますか?

Linuxには、秒レベルの時差を取得できる関数time()、マイクロ秒レベルの時差を取得できる関数gettimeofday()、settimeofday()などの時刻を計算する関数があります。ナノ秒レベルの時差を取得できる関数 Clock_gettime() など。

#このチュートリアルの動作環境: linux7.3 システム、Dell G3 コンピューター。

#Linux の時刻関連関数と時刻変換関連関数について説明します

#1. 時刻関連関数の取得

1.1 第 2 レベルの時差関数を取得します

#

#include <time.h>
time_t time(time_t *timer);//通过函数返回值或者timer 变量均可以获取到当前时间

time_t は実際には長整数で、UTC 時間を表します (1970 年 1 月 1 日 0:00:00、Linux システム)エポック時間から現在のシステム時間までの秒レベルの時差です。

1.2 マイクロ秒レベルの時差関数を取得します

#include <sys/time.h>
#include <unistd.h>
struct timeval {
    time_t       tv_sec;     /* seconds */
    suseconds_t tv_usec;    /* microseconds */
};

struct timezone{
 
    int tz_minuteswest; /*miniutes west of Greenwich*/
 
    int tz_dsttime; /*type of DST correction*/
 
};

//函数执行成功返回0，失败返回-1. 其中timezone 是时区相关的结构体
int gettimeofday(struct timeval *tv, struct timezone *tz);

//用来设置制定的时间和时区信息
int settimeofday(const struct timeval *tv, const struct timezone *gz);

1.3 ナノ秒を取得します-level 時差関数

#include <time.h>

/*
其中clk_id 用来制定对应的时钟类型，不同的类型可以用来获取不同的时间值，具体有四种：
CLOCK_REALTIME: 			系统实时时间，从UTC开始计时，若时间被用户更改计数时间相应改变；
CLOCK_MONOTONIC:			从系统启动开始计时，即使用户更改时间也没有影响；
CLOCK_PROCESS_CPUTIME_ID:	本进程开始到执行到当前程序系统CPU花费的时间；
CLOCK_THREAD_CPUTIME_ID:	本线程开始到执行到当前程序系统CPU花费的时间

*/

struct timespec{
    time_t tv_sec;    //s
    long tv_nsec;    //ns
};

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

#2. 時間関連関数の変換

#2.1 取得した時間パラメータ time_t を変換します上記の取得時間関数により、構造体 Body

struct tm に変換されます。この構造体には、年、月、日などの非常に詳細なフィールドが含まれています。以下に示すように:

#include <time.h>
 
struct tm{
    int tm_sec;   //秒
    int tm_min;   //分
    int tm_hour;  //时；取值区间为[0, 23]
    int tm_mday;  //日；取值区间为[1, 31]
    int tm_mon;   //月份；取值区间为[0, 11]; 0表示1月份依次递增到12月份
    int tm_year;   //年份；其值为1900年至今年数
    int tm_wday;  //星期；0代表星期天，1代表星期1，以此类推
    int tm_yday;   //日期；0代表1月1日
    int tm_isdst;   //夏令时标识符；使用夏令时为正，不使用t为0，不确定时为负*/
};

time_t を struct tm 構造体に変換するために一般的に使用される関数は次のとおりです。

#include <time.h> 
struct tm* gmtime(const time_t* timep);
struct tm*localtime(const time_t* timep);

gmtime() 関数と localtime() 関数は、time_t データ形式を tm 形式タイプに変換できます。 。違いは、gmtime() 関数による変換結果は GMT (中央時間帯) に対応する情報であるのに対し、localtime() 関数による変換結果は現在のタイムゾーンの情報であることです。

2.2 time_t を習慣的に使用する時刻と日付の文字列に変換します。

対応する変換関数は次のとおりです。

#include <time.h>
char* ctime(time_t* timep);

2.3 struct tm を time_t

に変換する対応する関数は次のとおりです:

#include <time.h>
time_t mktime(struct tm *p_tm);

2.4 struct tm を習慣的に使用する時刻と日付の文字列に変換します

対応する関数は次のとおりです。

#include <time.h>
char *asctime(const struct tm *p_tm); //习惯性字符串 Thu Dec  9 07:13:35 2021

2.5 時刻文字列を struct tm 形式に変換します。

/**************************************
** description： 将struct tm 按照指定的format格式转化成字符串
** parameter：
		** *s : 需要被转换的时间字符串
		** *format：时间字符串的格式
		** *tm：转换后的tm时间
**************************************/
char *strptime(const char *s, const char *format, struct tm *tm);

2.6 struct tm を指定された文字列に変換します。形式

/**************************************
** description： 将struct tm 按照指定的format格式转化成字符串
** parameter：
		** *s : 生成的时间字符串
		** max： 字符串最大字符数（即最大可生成的字符数量）
		** *format：生成的字符串格式
		** *tm：需要被转换的tm时间
**************************************/
size_t strftime(char *s, size_t max, const char *format,const struct tm *tm);

3. 例

#include <stdio.h>
#include <string.h>
#include <unistd.h>
#include <time.h>
#include <sys/time.h>

int main(int argc, char *argv[])
{	
	char *pstr = NULL;
	struct tm *ptm = NULL;

	printf("************** 使用ctime获取时间time_t **************\n");
	time_t times = 0;
	time(&times);
	printf("time_t:%ld\n\n", times);
	
	printf("************** 使用ctime转换time_t成我们习惯性使用的时间和日期字符串 **************\n");
	pstr = ctime(&times);
	printf("ctime:%s\n", pstr);
	
	printf("************** 使用gmtime转换time_t成struct tm 时间和日期**************\n");
	ptm = gmtime(&times);
	printf("time : %d:%d:%d\n", ptm->tm_hour,  ptm->tm_min,  ptm->tm_sec);
	printf("date: %d:%d:%d\n", ptm->tm_year+1900, ptm->tm_mon+1, ptm->tm_mday);
	printf("year: wday:%d yday:%d isdst:%d\n\n", ptm->tm_wday, ptm->tm_yday, ptm->tm_isdst);
	
	printf("************** 使用asctime转换struct tm成我们习惯性使用的时间和日期字符串**************\n");
	pstr = asctime(ptm);
	printf("asctime:%s\n\n", pstr);
	
	printf("************** 使用localtime转换time_t成struct tm 时间和日期**************\n");
	ptm = localtime(&times);
	printf("time : %d:%d:%d\n", ptm->tm_hour,  ptm->tm_min,  ptm->tm_sec);
	printf("date: %d:%d:%d\n", ptm->tm_year+1900, ptm->tm_mon+1, ptm->tm_mday);
	printf("year: wday:%d yday:%d isdst:%d\n", ptm->tm_wday, ptm->tm_yday, ptm->tm_isdst);

	pstr = asctime(ptm);
	printf("asctime:%s\n\n", pstr);

	printf("************** 使用gettimeofday获取微秒级的时间**************\n");
	struct timeval tv;
	struct timezone tz;
	gettimeofday(&tv, &tz);
	ptm = localtime(&tv.tv_sec);
	printf("time : %d:%d:%d\n", ptm->tm_hour,  ptm->tm_min,  ptm->tm_sec);
	printf("date: %d:%d:%d\n", ptm->tm_year+1900, ptm->tm_mon+1, ptm->tm_mday);
	printf("year: wday:%d yday:%d isdst:%d\n", ptm->tm_wday, ptm->tm_yday, ptm->tm_isdst);
	printf("tv_usec:%ld\n\n", tv.tv_usec);
	
	printf("************** 使用clock_gettime获取纳秒级的时间**************\n");
	struct timespec tp;
	clock_gettime(CLOCK_REALTIME, &tp);
	ptm = localtime(&tp.tv_sec);
	printf("time : %d:%d:%d\n", ptm->tm_hour,  ptm->tm_min,  ptm->tm_sec);
	printf("date: %d:%d:%d\n", ptm->tm_year+1900, ptm->tm_mon+1, ptm->tm_mday);
	printf("year: wday:%d yday:%d isdst:%d\n", ptm->tm_wday, ptm->tm_yday, ptm->tm_isdst);	
	printf("tp.tv_nsec:%ld\n\n", tp.tv_nsec);
	return 0;
}

特定の時刻の文字変換

int str_to_time(void)
{
	char pstr[128] = {0};
    struct tm t;
    strptime("2021-04-23 12:34:56", "%Y-%m-%d %H:%M:%S", &t);
	
    printf("**** tm_isdst: %d, tm_yday:%d, tm_wday%d,\n %d-%d-%d \n %d:%d:%d\n", 
    t.tm_isdst, t.tm_yday, t.tm_wday, t.tm_year+1900, t.tm_mon+1, t.tm_mday,
    t.tm_hour, t.tm_min, t.tm_sec);
    printf("mktime ts:%ld\n", mktime(&t));
	printf("asctime:%s\n", asctime(&t));
	
	strftime(pstr, sizeof(pstr), "%Y-%m-%d %H:%M:%S", &t);
    printf("pstr:%s\n", pstr);
}

int time_to_str(void)
{
	char pstr[128] = {0};
    struct tm t = {
               .tm_sec = 56,    /* Seconds (0-60) */
               .tm_min = 34,    /* Minutes (0-59) */
               .tm_hour = 12,   /* Hours (0-23) */
               .tm_mday = 23,   /* Day of the month (1-31) */
               .tm_mon = 4-1,     /* Month (0-11) */
               .tm_year = 2021-1900,   /* Year - 1900 */
               .tm_wday = 5,     /* Day of the week (0-6, Sunday = 0) */
               .tm_yday = 113,   /* Day in the year (0-365, 1 Jan = 0) */
               .tm_isdst = 0,    /* Daylight saving time */
           };
    strftime(pstr, sizeof(pstr), "%Y-%m-%d %H:%M:%S", &t);
    printf("pstr:%s\n", pstr);
}

必要な場合システム起動後の時間を取得します。ユーザーが時間を変更しても、ミリ秒単位で影響はありません。例:

unsigned long long clock_systick_get(void)
{
    int ret = -1;
    unsigned long long time;
    int cnt = 0;
    struct timespec  now = {0, 0};

    while (ret < 0 && cnt < 3)
    {
        ret = clock_gettime(CLOCK_MONOTONIC, &now);	//获取失败重试，最大执行3次
        cnt++;
    }
    time = now.tv_sec * 1000 + now.tv_nsec / (1000000);
    return time;
}

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