基本概念
C++11的时间日期库在std::chrono中，包含头文件即可。
在C++11的日期时间库中，共有3个概念，分别是持续时间（Duration）、时间点（timepoint）、时钟（clock）。概念都比较好理解，下面分别对这几个概念做一个比较详细的说明。
Clocks
定义中的时钟主要有3个，分别是:
- system_clock，顾名思义，就是系统时钟，他一般是unix时间，即从1970年1月1日到现在的间隔。如果系统时间发生调整，那么调用该方法获取的时间值也会跟着变化。
- steady_clock，是单调时间，即每后一次调用都一定会比前一次调用的时间要晚，它并不反映真实的世界时间。在内部的实现中，有可能是系统开启以来的时间。通过该时钟很适合用来获取一段时间内的间隔，它不随系统时间改变而改变。
- high_resolution_clock，高精度时间，用来测量细微间隔的一段时间，它的内部实现中可能是system_clock或是steady_clock，也可能是其他独立的时间。
一般来说，我们使用的都是system_clock，如果有用到steady_clock，那么后面再补充。
system_clock的主要方法有3个，分别是：
- now，用来获取当前时间。
- to_time_t，用来将系统时间转变为std::time_t类型。
- from_time_t，用来将std::time_t类型转换为系统时间点。
下面是一些使用示例。
使用system_clock获取当前系统时间。
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#include <iostream>
#include <chrono>
int main() {
auto time = std::chrono::system_clock::now();
auto tt = std::chrono::system_clock::to_time_t(time);
std::cout << std::put_time(std::localtime(&tt), "%Y-%m-%d %H:%M:%S") << std::endl;
return 0;
}
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统计函数的执行耗时，这种情况更适合使用steady_clock。
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#include <iostream>
#include <chrono>
long fibonacci(unsigned n)
{
if (n < 2) return n;
return fibonacci(n - 1) + fibonacci(n - 2);
}
int main()
{
auto start = std::chrono::steady_clock::now();
std::cout << "f(42) = " << fibonacci(42) << '\n';
auto end = std::chrono::steady_clock::now();
std::chrono::duration<double> elapsed_seconds = end-start;
std::cout << "elapsed time: " << elapsed_seconds.count() << "s\n";
}
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持续时间（Duration）
持续时间表示一个时间段，比如1s、1min、1day等等，这些时间段是有单位的，因此持续时间也是一个模板变量，用来指定不同的单位。
它的定义如下：
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// Rep表示单位的数量单位
// Period表示单位
template<class Rep, class Period = std::ratio<1>> class duration;
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Period用来表示时间的单位，比如秒、天、小时等等，而Rep则表示容纳某个数量时间的单位。比较绕口，举个例子，比如说10天，那么Period是单位day，那么其数量是10，而10的类型可以是int型，也可以short型，Rep就用来表示这到底是什么类型存储这个量，如果类型过小，如果时间太长的话将会导致溢出。
再来看下Period的定义，
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// Num，表示分子
// Denom，表示分母
template<std::intmax_t Num, std::intmax_t Denom = 1> class ratio;
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举个简单点的例子，Num为1，Denom也为1时，表示是1s，如果Num为1，Denom为1000，那么相当于是1/1000s，也即毫秒。如果Num为60，Denom为1，那么表示 60 / 1s，也即相当于1min。
下面是chrono头文件中的一些常见持续时间定义。
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Type Definition
std::chrono::nanoseconds duration</*signed integer type of at least 64 bits*/, std::nano>
std::chrono::microseconds duration</*signed integer type of at least 55 bits*/, std::micro>
std::chrono::milliseconds duration</*signed integer type of at least 45 bits*/, std::milli>
std::chrono::seconds duration</*signed integer type of at least 35 bits*/>
std::chrono::minutes duration</*signed integer type of at least 29 bits*/, std::ratio<60>>
std::chrono::hours duration</*signed integer type of at least 23 bits*/, std::ratio<3600>>
std::chrono::days (since C++20) duration</*signed integer type of at least 25 bits*/, std::ratio<86400>>
std::chrono::weeks (since C++20) duration</*signed integer type of at least 22 bits*/, std::ratio<604800>>
std::chrono::months (since C++20) duration</*signed integer type of at least 20 bits*/, std::ratio<2629746>>
std::chrono::years (since C++20) duration</*signed integer type of at least 17 bits*/, std::ratio<31556952>>
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针对Duraion来说，一般有两种操作，
- 时间的增减。
- 不同持续时间单位之间的转换。
Duration重载了+/-运算符，可以直接进行+/-操作，类型之间的转换可以使用duration_cast方法。下面是一些使用实例。
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#include <iostream>
#include <chrono>
int main() {
std::chrono::milliseconds ms(3);
printf("%lld\n", ms.count());
using second = std::chrono::duration<double>;
auto s = std::chrono::duration_cast<second>(ms);
printf("%llf\n", s.count());
std::chrono::seconds sec(10);
auto du = sec + ms;
printf("%lld\n", du.count());
return 0;
}
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对应的输出如下：
时间点（TimePoint）
从时钟拿到的时间是时间点，它代表了时间段上的一个点，比如2019年10月21日10:20:10。
时间点的定义如下。
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template<class Clock, class Duration = typename Clock::duration> class time_point;
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通过time_point的模板参数，我们可以看到，一个是时钟，另外一个是持续时间，实际上timepoint就是一个时钟的基准时间加上一个时间段。
对于时间点来说，下面这几个方法比较重要。
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template <class ToDuration, class Clock, class Duration>time_point<Clock, ToDuration> time_point_cast( const time_point<Clock, Duration> &t);
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- time_since_epoch，获取以模板时钟的起始时间到现在的这个持续时间。
- time_point_cast，用来将时间点转换为基于同一个时钟，但不同类型持续时间的时间点。
- 时间点也重载了+/-运算符，用来进行两个时间点之间的相加减。
下面是一些使用示例。
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#include <iostream>
#include <chrono>
int main() {
std::chrono::time_point<std::chrono::system_clock> now = std::chrono::system_clock::now();
std::chrono::minutes m(20);
std::chrono::time_point<std::chrono::system_clock> then = now + m;
std::time_t tt = std::chrono::system_clock::to_time_t(then);
std::cout << "timestamp is : " << now.time_since_epoch().count() << std::endl;
std::cout << std::put_time(std::localtime(&tt), "%F %T") << std::endl;
// 降低时间精度，默认system_clock的duration精度是 1/10 micro sec
auto then_min = std::chrono::time_point_cast<std::chrono::minutes>(then);
tt = std::chrono::system_clock::to_time_t(then_min);
std::cout << std::put_time(std::localtime(&tt), "%F %T") << std::endl;
return 0;
}
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运行时时间是：13:30:13，对应输出如下：
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timestamp is : 16006662135386558
2020-09-21 13:50:13
2020-09-21 13:50:00
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一些应用
时间戳与时间之间互转
获取时间戳。
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std::time_t getTimeStamp()
{
std::chrono::time_point<std::chrono::system_clock,std::chrono::milliseconds> tp = std::chrono::time_point_cast<std::chrono::milliseconds>(std::chrono::system_clock::now());
auto tmp=std::chrono::duration_cast<std::chrono::milliseconds>(tp.time_since_epoch());
std::time_t timestamp = tmp.count();
//std::time_t timestamp = std::chrono::system_clock::to_time_t(tp);
return timestamp;
}
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将时间戳转为日期。
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std::tm* gettm(int64 timestamp)
{
int64 milli = timestamp+ (int64)8*60*60*1000;//此处转化为东八区北京时间，如果是其它时区需要按需求修改
auto mTime = std::chrono::milliseconds(milli);
auto tp=std::chrono::time_point<std::chrono::system_clock,std::chrono::milliseconds>(mTime);
auto tt = std::chrono::system_clock::to_time_t(tp);
std::tm* now = std::gmtime(&tt);
printf("%4d年%02d月%02d日 %02d:%02d:%02d\n",now->tm_year+1900,now->tm_mon+1,now->tm_mday,now->tm_hour,now->tm_min,now->tm_sec);
return now;
}
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在上面的程序中，时间精度只到秒，这是time_t结构的限制，如果希望获取到ms精度，那么直接使用timestamp % 1000的方式就行。
参考链接
- Date and time utilities
- c++11中的日期和时间库
- How to convert std::chrono::time_point to calendar datetime string with fractional seconds?
- C++11获取时间戳和时间戳转日期(毫秒精度)