UNIX内核提供的基本时间服务是计算自协调世界时(UTC)公元1970年1月1日00:00:00这一特定时间以来经过的描述。这种秒数是以数据类型time_t表示的,被称为日历时间。日历时间包括时间和日期。UNIX在这方面与其他操作系统的区别是:1)以协调统一时间而非本地时间计时;2)可自动进行转换,如变换到夏令时;3)将时间和日期作为一个量值保存。
time函数:返回当前时间和日期。
#include <time.h> time_t time(time_t *calptr); // 返回值:若成功,返回时间值;若出错,返回-1。时间值作为函数值返回。如果参数非空,则时间值也存放在由calptr指向的单元内。
POSX1.1的实时扩展增加了对多个系统时钟的支持。在Single UNIX Specification V4中,控制这些时钟的接口从可选组被移至基本组。时钟通过clockid_t类型进行标识。下面将给出时钟类型标识符的标准值。
CLOC_REALTIME———******———实时系统时间 CLOCK_MONOTONIC——POSIX_MONOTONIC_CLOCK——不带负跳数的实时系统时间 CLOCK_PROCESS_CPUTIME_ID——_POSIX_CPUTIME——调用进程的CPU时间 CLOCK_THREAD_CPUTIME_ID——_POSIX_THREAD_CPUTIME——调用线程的CPU时间clock_gettime函数可用于获取指定时钟的时间,返回的时间在timespec结构中,它把时间表示为以秒和纳秒。
#include <sys/time.h> int clock_gettime(clockid_t clock_id, struct timespec *tsp); // 返回值:若成功,返回0;若出错,返回-1。当时钟ID设置为CLOCK_REALTIME时,clock_gettime函数提供了与time函数类似的功能,不过在系统支持高精度时间值得情况下,clock_gettime可能比time函数得到更高精度的时间值。
#include <sys/time.h> int clock_getres(clockid_t clock_id, struct timespec *tsp); // 返回值:若成功,返回0;若出错,返回-1。clock_getres函数把参数tsp指向的timespec结构初始化为与clock_id参数对应的时钟精度。例如,如果精度为1毫秒,则tv_sec字段就是0,tv_nsec字段就是1000000。
要对特定的时钟设置时间,可以调用clock_settime函数。
#include <sys/time.h> int clock_settime(clockid_t clock_id, const struct timespec *tsp); // 返回值:若成功,返回0;若出错,返回-1。我们需要适当的特权来更改时钟值,但是有些时钟是不能修改的。
SUSv4指定gettimeofday函数现在已弃用。然而一些程序仍然使用这个函数,因为与time函数相比,gettimeofday提供了更高的精度(可到微妙级)。
#include <sys/time.h> int gettimeofday(struct timeval *restrict tp, void *restrict tzp); // 返回值:总是返回0。tzp的唯一合法值是NULL,其他值将产生不确定的结果。某些平台支持tzp说明区,但这完全依实现而定,Single UNIX Specification对此并没有定义。
gettimeofday函数以距特定时间(1970年1月1日00:00:00)的秒数的方式将当前时间存放在tp指向的timeval结构中,而该结构将当前时间表示为秒和微妙。
一旦取得这种从上述特定时间经过的秒数的整型时间值后,通常要调用函数将其转换为分解的时间结构,然后调用另一个函数生成人们可读的时间和日期。下图将说明各个时间函数之间的关系,其中localtime、mktime和strftime都受到环境变量TZ的影响。点画线表示了如何从时间相关的结构获得日历时间。
两个函数localtime和gmtime将日历时间转换成分解的时间,并将这些存放在一个tm结构中。
struct tm{ int time_sec; // [0-60] int tm_min; // [0-59] int tm_hour; // [0-23] int tm_mday; // [1-31] int tm_mon; // [1-11] int tm_year; // [1990-...] int tm_wday; // [ 0-6] int tm_yday; // [0-365] int tm_isdst; // <0,0> };秒可以超过59的理由是可以表示润秒。注意,除了月日字段,其他字段的值都以0开始。如果夏令时生效,则夏令标志值为正;若果非夏令时时间,则该标志值为0;如果此信息不可用,则其值为负。
#include <time.h> struct tm *gmtime(const time_t *calptr); struct tm *localtime(const time_t *calprt); // 返回值:指向分解的tm结构的指针;若出错,返回NULL。localtime和gmtime之间的区别是:localtime将日历时间转换成本地时间(考虑到本地时区和夏令时标志),而gmtime则将日历时间转换成协调统一时间的年、月、日、时、分、秒、周日分解结构。
函数mktime以本地时间的年、月、日等作为参数,将其变换成time_t值。
#include <time.h> time_t mktime(struct tm *tmptr); // 返回值:若成功,返回日历时间;若出错,返回-1。函数strftime是一个类似于printf的时间值函数。它非常复杂,可以通过可用的多个参数来定制产生的字符串。
#include <time.h> size_t strftime(char *restrict buf, size_t maxsize, const char *restirct format, const struct tm *restrict tmptr); size_t strftime_t(char *restrict buf, size_t maxsize, const char *restrict format, const strcuct tm *restrict tmptr, locale_t locale); // 返回值:若有空间,返回存入数组的字符串;否则,返回0。strftime_l允许调用者将区域指定为参数,除此之外,strftime和strftime_t函数是相同。strftime使用通过TZ环境变量指定的区域。
tmptr参数是要格式化的时间值,由一个指向分解时间值tm结构的指针说明。格式化结果存放在一个长度为maxsize个字符的buf数组中,如果buf长度足以存放格式化结果及一个null终止符,则该函数返回在buf中存放的字符数(不包括null终止符);否则该函数返回0。
format参数控制时间值的格式。如同printf函数一样,转换说明的形式是百分号之后跟一个特定字符。format中的其他字符则按原样输出。两个连续的百分号在输出中产生一个百分号。与printf函数的不同之处是,每个转换说明产生一个不同的定长输出字符串,在format字符串中没有字段宽度修饰符。下面列出37中ISO C规定的转换说明。
%a——缩写的周日名——Thu %A——全周日名——Thursday %b——缩写的月名——Jan %B——全月名——January %c——日期和时间——Thu Jan 19 21:24:52 2012 %C——年/100(00~99)——20 %d——月日(01~31)——19 %D——日期(MM/DD/YY) 01/19/12 %e——月日(一位数字前加空格)(1~31)——19 %F——ISO 8601日期格式(YYYY-MM-DD)——2012-01-09 %g——ISO 8601基于周的年的最后2位数(00~99) %G——ISO 8601基于周的年——2012 %h——与%b相同——Jan %H——小时(24小时制)(00~23)——21 %I——小时(24小时制)(00-12)——09 %j——年日(001-366)——019 %m——月(01~12)——01 %M——分(00~59)——24 %n——换行符 %p——AM/PM——PM %r——本地时间(12小时制)——09:24:52 PM %R——与“%H:%M”相同——21:24 %S——秒:[00-60]——52 %t——视屏制表符 %T——与“%H:%M:%S”相同——21:24::52 %u——ISO 8601周几(Monday=1,1~7)——4 %U——星期日周数:(00-53)——03 %V——ISO 8601周数:(00~53)——03 %w——周几:(0=Sunday,0~6)——4 %W——星期一周数(00~53)——03 %x——本地日期——01/19/12 %X——本地时间——21:24:52 %y——年的最后两位数字(00~99)——12 %Y——年——2012 %z——ISO 8601格式的UTC偏移量——-0500 %Z——时区名——EST %%——翻译为1个%——%strptime函数是strftime的反过来版本,把字符串时间转换成分解时间。
#include <time.h> char *strptime(const char *restrict buf, const char *restrict format, struct tm *restrict tmptr); // 返回值:指向上次解析的字符串的下一个字符的指针;否则,返回NULL。format参数给出了buf参数指向的缓冲区内的字符串的格式。虽然与strftime函数的说明稍有不同,但格式说名是类似的。strptime函数转换说明符如下:
%a——缩写的或完整的周日名 %A——与%a相同 %b——缩写的或完整的月名 %B——与%b相同 %c——日期和时间 %C——年的最后两位数字 %d——周日:[01-31] %D——日期[MM/DD/YY] %e——与%d相同 %h——与&b相同 %H——小时(24小时制):[00-23] %I——小时(12小时制):[01-12] %j——年日:[001-366] %m——月:[01-12] %M——分:[00-59] %n——任何空白 %p——AM/PM %r——本地时间:(12小时制) %R——与“%H:%M”相同 %S——秒:[00-60] %t——任何空白 %T——与“%H:%M:%S”相同 %U——星期日周数:[00-53] %w——周日:[0=Sunday,0-6] %W——星期一周数:[00-53] %x——本地日期 %X——本地时间 %y——年的最后两位数字:[00-99] %Y——年 %%——翻译为1个%localtime、mktime和strftime受环境变量TZ影响。如果定义了TZ,则这些函数将使用其值代替系统默认时区。如果TZ定义为空串(TZ=),则使用协调统一时间UTC。