本文最后更新于 2025-03-18，学习久了要注意休息哟

第一章 时间库 - time.h

1.1 概述

  • time.h 是 C 标准库中提供的基础时间处理头文件，里面定义了时间相关的数据类型、宏与函数。

  • 常见用途包括：

    1. 获取系统当前时间（即“Unix时间戳”），查看或记录事件发生时间。
    2. 格式化显示时间（如显示为 YYYY-MM-DD HH:MM:SS）。
    3. 结构化处理年月日，如计算两个日期之间的差值等。

  • 在大多数平台（包括 Linux、Windows、嵌入式等）都有实现，但在嵌入式系统中，要注意是否支持完整的操作系统时间功能。

提醒：如果需要更高精度计时或特定平台特性，还可查看对应系统API（如 clock_gettime()、gettimeofday() 等）。

1.2 数据类型

:one: time_t

  • time_t 是最常见的时间类型，用来表示从某个参考时间点（通常是 1970-01-01 00:00:00 UTC，即 Unix Epoch）起过去的秒数。
  • 一般是一个长整数(long)，但实际取决于系统和编译器，也有64位或32位的区别。

:two: struct tm

  • 用来表示

    分解后的时间

    信息：年、月、日、小时、分钟、秒等。该结构通常定义如下：

    struct tm {
    int tm_sec;   // 秒 [0, 60]
    int tm_min;   // 分 [0, 59]
    int tm_hour;  // 小时 [0, 23]
    int tm_mday;  // 一个月中的日期 [1, 31]
    int tm_mon;   // 月份，从0开始计(0=1月, 11=12月)
    int tm_year;  // 从1900年起计算的年数，如2025年则tm_year=125
    int tm_wday;  // 一周中的第几天 [0, 6] (0=周日)
    int tm_yday;  // 一年中的第几天 [0, 365]
    int tm_isdst; // 夏令时标识
    // 还有一些实现相关的扩展字段，视系统而定
};

  • 通过 localtime() / gmtime() 可以把 time_t 转换为 struct tm，并可自行查看或修改年、月、日等细节。

:three: clock_t

  • clock_t 主要用于 CPU 占用时钟计数，配合 clock() 函数来测量程序运行耗时（不是墙上时钟的时间，而是CPU的运行时间）。
  • 系统会用 CLOCKS_PER_SEC 宏定义表明“每秒钟对应多少个时钟计数”。

1.3 常用函数

:one: time(time_t *timer)

  • 获取当前时间（秒级精度）并返回 time_t 值。
  • 若参数 timer 非空，则将结果写入 *timer 中；若为 NULL，则仅返回该值。

示例：获取当前时间并打印“秒数”

#include <stdio.h>
#include <time.h>

int main(void)
{
    // 声明一个time_t变量，用于存储当前时间(秒数)
    time_t now = time(NULL);  // 等价于 time(&now);

    if(now == (time_t)(-1))
    {
        // 如果返回 -1，表示获取时间失败
        perror("获取当前时间失败");
        return -1;
    }

    // 打印当前时间的数值（距1970-01-01 UTC的秒数）
    printf("当前Unix时间戳: %ld\n", now);

    return 0;
}

编译 & 运行

gcc example_time.c -o example_time
./example_time

输出示例

当前Unix时间戳: 1710678900   (示意值)

:two: localtime() / gmtime()

  • localtime(const time_t \*timer)：将 time_t 转换为本地时区的 struct tm。
  • gmtime(const time_t \*timer)：将 time_t 转换为 UTC（世界协调时）时区的 struct tm。
#include <stdio.h>
#include <time.h>

int main(void)
{
    time_t raw_time = time(NULL);   // 获取当前时间(秒数)
    if(raw_time == (time_t)(-1))
    {
        perror("无法获取当前时间");
        return -1;
    }

    // 转为本地时间(结构体形式)
    struct tm *local_time = localtime(&raw_time);
    if(!local_time)
    {
        perror("localtime失败");
        return -1;
    }

    // 打印结构体中的部分字段
    printf("本地时间: %d年 %d月 %d日 %d:%d:%d\n",
           local_time->tm_year + 1900, // 年要加1900
           local_time->tm_mon + 1,     // 月要加1
           local_time->tm_mday,
           local_time->tm_hour,
           local_time->tm_min,
           local_time->tm_sec
          );

    return 0;
}

示例输出（可能不同）

本地时间: 2025年 3月 18日 15:24:13

:three: asctime() / ctime()

  • asctime(struct tm \*timeptr)：将分解的时间结构变为一个固定格式字符串 (形如 "Wed Jan 2 02:03:55 1980\n")。
  • ctime(time_t \*timer)：结合 time() 与 asctime()，直接把 time_t 转为字符串（本地时区）。
#include <stdio.h>
#include <time.h>

int main(void)
{
    time_t now = time(NULL);

    // 1. 通过ctime获取字符串
    char *time_str = ctime(&now);
    if(time_str == NULL)
    {
        perror("ctime失败");
        return -1;
    }
    printf("ctime字符串: %s", time_str); // 字符串自带换行

    // 2. 如果需要更灵活的格式，可以用localtime + asctime
    struct tm *info = localtime(&now);
    char *asc_str = asctime(info);
    printf("asctime字符串: %s", asc_str);

    return 0;
}

输出示例

ctime字符串: Wed Mar 18 15:42:10 2025
asctime字符串: Wed Mar 18 15:42:10 2025

(注意 asctime()、ctime() 返回的字符串末尾自带 \n，并且这些函数一般返回静态缓冲区指针，使用时要小心线程安全和覆盖问题。)

:three:strftime()

  • 可以自定义格式输出时间，如 YYYY-MM-DD HH:MM:SS。
  • 格式符常见示例：
    • %Y：年份（如 2025）
    • %m：月份（01-12）
    • %d：日期（01-31）
    • %H：小时（00-23）
    • %M：分钟（00-59）
    • %S：秒（00-60）
    • %a / %A：周几（英文缩写/完整拼写）
    • 其他更多参考文档
#include <stdio.h>
#include <time.h>

int main(void)
{
    time_t now = time(NULL);
    struct tm *local = localtime(&now);

    char buffer[64];
    // strftime(输出缓冲, 缓冲大小, 格式字符串, tm指针)
    strftime(buffer, sizeof(buffer), "%Y-%m-%d %H:%M:%S", local);
    printf("当前时间(自定义格式): %s\n", buffer);

    return 0;
}

示例输出

当前时间(自定义格式): 2025-03-18 15:45:30

:five: 其他函数：mktime(), difftime(), clock() 等

  • mktime(struct tm \*timeptr)：将 struct tm 转回 time_t（以本地时间为基准）。可进行日期运算或修改后再转换。
  • difftime(time_t end, time_t begin)：计算两个 time_t 之间相差的秒数，返回一个 double 值。
  • clock()：返回自程序启动以来的 CPU 时钟计数，可结合 CLOCKS_PER_SEC 转化为秒，常用于程序性能测量。