UNIX操作系统根据计算机产生的年代和应用采用1970年1月1日作为UNIX的纪元时间，1970年1月1日0点作为计算机表示时间的是中间点，将从1970年1月1日开始经过的秒数用一个整数存放，这种高效简洁的时间表示方法被称为“Unix时间纪元”，向左和向右偏移都可以得到更早或者更后的时间。

在实际开发中，对日期和时间的操作场景非常多，例如程序启动和退出的时间，程序执行任务的时间，数据生成的时间，数据处理的各环节的时间等，无处不在。

在学习时间之前，请把Linux操作系统的时区设置为中国上海时间。

一、time_t别名

在C语言中，用time_t来表示时间数据类型，它是一个long（长整数）类型的别名，在time.h文件中定义，表示一个日历时间，是从1970年1月1日0时0分0秒到现在的秒数。

1	typedef long time_t;

二、time库函数

time函数的用途是返回一个值，也就是从1970年1月1日0时0分0秒到现在的秒数。

time函数是C语言标准库中的函数，在time.h文件中声明。

1	time_t time(time_t *t);

time函数有两种调用方法：

1 2	time_t tnow; tnow =time(0); // 将空地址传递给time函数，并将time返回值赋给变量tnow

或

1	time(&tnow); // 将变量tnow的地址作为参数传递给time函数

您可以写代码测试一下这两种方式，效果完全相同。

三、tm结构体

time_t只是一个长整型，不符合我们的使用习惯，需要转换成可以方便表示时间的结构体，即tm结构体，tm结构体在time.h中声明，如下：

struct tm
{
  int tm_sec;     // 秒：取值区间为[0,59] 
  int tm_min;     // 分：取值区间为[0,59] 
  int tm_hour;    // 时：取值区间为[0,23] 
  int tm_mday;    // 日期：一个月中的日期：取值区间为[1,31]
  int tm_mon;     // 月份：（从一月开始，0代表一月），取值区间为[0,11]
  int tm_year;    // 年份：其值等于实际年份减去1900
  int tm_wday;    // 星期：取值区间为[0,6]，其中0代表星期天，1代表星期一，以此类推 
  int tm_yday;    // 从每年的1月1日开始的天数：取值区间为[0,365]，其中0代表1月1日，1代表1月2日，以此类推 
  int tm_isdst;   // 夏令时标识符，该字段意义不大，我们不用夏令时。
};

这个结构定义了年、月、日、时、分、秒、星期、当年中的某一天、夏令时。用这个结构体可以很方便的显示时间。

四、localtime库函数

localtime函数用于把time_t表示的时间转换为struct tm结构体表示的时间，函数返回struct tm结构体的地址。

函数声明：

1	struct tm * localtime(const time_t *);

struct tm结构体包含了时间的各要素，但还不是我们习惯的时间表达方式，我们可以用格式化输出printf、sprintf或fprintf等函数，把struct tm结构体转换为我们想要的结果。

示例（book128.c）

/*
 * 程序名：book128.c，此程序演示获取操作系统时间
 * 作者：C语言技术网(www.freecplus.net) 日期：20190525
*/
#include <stdio.h>
#include <time.h>

int main(int argc,char *argv[])
{
  time_t tnow;
  tnow=time(0);      // 获取当前时间
  printf("tnow=%lu\n",tnow);   // 输出整数表示的时间

  struct tm *sttm;  
  sttm=localtime(&tnow);  // 把整数的时间转换为struct tm结构体的时间

  // yyyy-mm-dd hh24:mi:ss格式输出，此格式用得最多
  printf("%04u-%02u-%02u %02u:%02u:%02u\n",sttm->tm_year+1900,sttm->tm_mon+1,\
          sttm->tm_mday,sttm->tm_hour,sttm->tm_min,sttm->tm_sec);

  printf("%04u年%02u月%02u日%02u时%02u分%02u秒\n",sttm->tm_year+1900,\
          sttm->tm_mon+1,sttm->tm_mday,sttm->tm_hour,sttm->tm_min,sttm->tm_sec);

  // 只输出年月日
  printf("%04u-%02u-%02u\n",sttm->tm_year+1900,sttm->tm_mon+1,sttm->tm_mday); 
}

运行效果

在这里插入图片描述

五、mktime库函数

mktime函数的功能与localtime函数相反。

localtime函数用于把time_t表示的时间转换为struct tm表示的时间。

mktime 函数用于把struct tm表示的时间转换为time_t表示的时间。

1	time_t mktime(struct tm *tm);

函数返回time_t的值。

示例（book130.c）

/*
 * 程序名：book130.c，此程序演示时间操作的mktime库函数。
 * 作者：C语言技术网(www.freecplus.net) 日期：20190525
*/
#include <stdio.h>
#include <time.h>
#include <string.h>

int main(int argc,char *argv[])
{
  // 2019-12-25 15:05:03整数表示是1577257503
  struct tm sttm;  
  memset(&sttm,0,sizeof(sttm));

  sttm.tm_year=2019-1900; // 注意，要减1900
  sttm.tm_mon=12-1;        // 注意，要减1
  sttm.tm_mday=25;
  sttm.tm_hour=15;
  sttm.tm_min=5;
  sttm.tm_sec=3;
  sttm.tm_isdst = 0;
  printf("2019-12-25 15:05:03 is %lu\n",mktime(&sttm));
}

运行效果

六、程序睡眠

在实际开发中，我们经常需要把程序挂起一段时间，可以使用sleep和usleep两个库函数，需要包含unistd.h头文件中。函数的声明如下：

1 2	unsigned int sleep(unsigned int seconds); int usleep(useconds_t usec);

sleep函数的参数是秒，usleep函数的参数是微秒，1秒=1000000微秒。

sleep(1);           // 程序睡眠1秒。
sleep(10);          // 程序睡眠10秒。
usleep(100000);    // 程序睡眠十分之一秒。
usleep(1000000);   // 程序睡眠一秒。

程序员不关心sleep和usleep函数的返回值。

七、精确到微秒的计时器

1、精确到微秒的timeval结构体

timeval结构体在sys/time.h文件中定义，声明为：

struct timeval
{
  long  tv_sec;  // 1970年1月1日到现在的秒。
  long  tv_usec; // 当前秒的微妙，即百万分之一秒。
};

2、时区timezone 结构体

timezone 结构体在sys/time.h文件中定义，声明为：

struct timezone
{
  int tz_minuteswest;  // 和UTC（格林威治时间）差了多少分钟。
  int tz_dsttime;      // type of DST correction，修正参数据，忽略
};

3、gettimeofday库函数

gettimeofday是获得当前的秒和微秒的时间，其中的秒是指1970年1月1日到现在的秒，微秒是指当前秒已逝去的微秒数，可以用于程序的计时。调用gettimeofday函数需要包含sys/time.h头文件。

函数声明：

1	int gettimeofday(struct timeval tv, struct timezone tz )

当前的时间存放在tv 结构体中，当地时区的信息则放到tz所指的结构体中，tz可以为空。

函数执行成功后返回0，失败后返回-1。

在使用gettimeofday()函数时，第二个参数一般都为空，我们一般都只是为了获得当前时间，不关心时区的信息。

示例（book132.c）

/*
 * 程序名：book132.c，此程序演示精确到微秒的计时器。 
 * 作者：C语言技术网(www.freecplus.net) 日期：20190525
*/
#include <stdio.h>
#include <sys/time.h>   // 注意，不是time.h

int main()
{
  struct timeval begin,end;  // 定义用于存放开始和结束的时间

  gettimeofday(&begin,0);    // 计时器开始
  printf("begin time(0)=%d,tv_sec=%d,tv_usec=%d\n",time(0),begin.tv_sec,begin.tv_usec);

  sleep(2);
  usleep(100000);     // 程序睡眠十分之一秒。

  gettimeofday(&end,0);      // 计时器结束
  printf("end   time(0)=%d,tv_sec=%d,tv_usec=%d\n",time(0),end.tv_sec,end.tv_usec);

  printf("计时过去了%d微秒。\n",\
         (end.tv_sec-begin.tv_sec)*1000000+(end.tv_usec-begin.tv_usec));
}

运行效果

在这里插入图片描述

各位，book132.c程序采用usleep睡眠十分之一秒，但是计时器显示的实际时间大于十分之一秒，为何？原因很简单，因为程序执行需要时间，虽然这个时间很短，在千分之一秒内，那也是需要时间。

还有一个要注意的问题，time.h 是ISO C99 标准日期时间头文件。sys/time.h 是Linux系统的日期时间头文件，也就是说，timeval、timezone结构体和gettimeofday函数在windows平台中不能使用，真是麻烦。

八、应用经验

在实际开发中，除了当前的时间，还经常需要一个偏移量的时间，例如获取十分钟之后的时间，方法是采用time函数得到一个整数后，再加上10*60秒，再用localtime函数转换为结构体。

九、课后作业

继续丰富您的函数库。

1）编写一个通用函数，把整数的时间转换为字符串格式的时间，格式如：“2019-02-08
12:05:08”，如果转换成功函数返回0，失败返回-1，函数的声明如下：

1	int timetostr(const time_t ti,char *strtime);

2）编写一个通用函数，把字符串格式的时间转换为整数的时间，函数的声明如下：

1	int strtotime(const char strtime,time_t ti);

3）编写一个通用函数，获取操作系统的时间，函数的声明如下：

1	void LocalTime(char out_stime,const char in_fmt,const int in_interval);

out_stime是输出结果，格式由fmt决定。

in_interval是偏移常量，单位是秒。

in_fmt指定了out_stime的格式，取值如下：

/* 常用的时间格式
yyyy-mm-dd hh24:mi:ss
yyyymmddhh24miss
yyyy-mm-dd
yyyymmdd
hh24:mi:ss
hh24miss
hh24:mi
hh24mi
hh24
mi
*/

调用示例：

char strLocalTime[21];

 // 获取当前的时间，以yyyy-mm-dd hh24:mi:ss格式返回
 memset(strLocalTime,0,sizeof(strLocalTime));
 LocalTime(strLocalTime,"yyyy-mm-dd hh24:mi:ss",0);

 // 获取比现在晚10分钟的时间，以yyyy-mm-dd hh24:mi:ss格式返回
 memset(strLocalTime,0,sizeof(strLocalTime));
 LocalTime(strLocalTime,"yyyy-mm-dd hh24:mi:ss",10*60);

 // 获取当前的时间，以hh24:mi:ss格式返回
 memset(strLocalTime,0,sizeof(strLocalTime));
 LocalTime(strLocalTime,"hh24:mi:ss",0);

十、版权声明

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来源：C语言技术网（www.freecplus.net）
作者：码农有道