C++11 std::chrono时间库及应用(打印程序耗时等)

    技术2022-07-10  105

    (1)chrono命名空间定义好的时间单位:

    typedef duration <Rep, ratio<3600,1>> hours; typedef duration <Rep, ratio<60,1>> minutes; typedef duration <Rep, ratio<1,1>> seconds; typedef duration <Rep, ratio<1,1000>> milliseconds; typedef duration <Rep, ratio<1,1000000>> microseconds; typedef duration <Rep, ratio<1,1000000000>> nanoseconds;

    使用举例: 

    chrono::minutes mintu{2};//2分钟 chrono::seconds sec{3};//3秒钟 chrono::milliseconds mills{500};//500毫秒 auto dul = sec - mills;//两者差值,单位默认转到更小的 2500ms dul.count(); //值为2500 std::this_thread::sleep_for(std::chrono::milliseconds(100)); //当前线程休眠100毫秒 //chrono::duration_cast<>() 时间单位转换 chrono::duration_cast<chrono::seconds>(mintu).count(); //2分钟换算为120秒

    (2) 获取当前时间(time_point 表示一个时间点)

    获取当前时间 chrono::system_clock::time_point now = chrono::system_clock::now();//当前时间time_point格式 std::time_t oldTime = time(nullptr);//c函数获取当前时间 cout << "oldTime = " << oldTime << endl; chrono::system_clock::time_point timePoint = chrono::system_clock::now();//stl库获取当前时间 std::time_t newTime = chrono::system_clock::to_time_t(timePoint);//转换为旧式接口,单位:秒 cout<<"newTime = " << newTime <<endl;// oldTime == timeT 格式化打印当前时间 /* chrono::system_clock::time_point与std::time_t类型可相互函数 * chrono::system_clock::to_time_t() * chrono::system_clock::from_time_t() */ std::time_t nowTime = chrono::system_clock::to_time_t(now);//转换为 std::time_t 格式 std::put_time(std::localtime(&nowTime), "%Y-%m-%d %X"); // 2019-06-18 14:25:56 // !std::localtime非线程安全,使用localtime_r函数代替 struct tm cutTm = {0}; std::put_time(localtime_r(&nowTime, &cutTm), "%Y-%m-%d %X");// 2019-06-18 14:25:56

    (3)打印程序耗时

    /*1、打印耗时,取变量构造函数与析构函数的时间差,单位ms*/ class SpendTime { public: SpendTime():_curTimePoint(std::chrono::steady_clock::now()) { } ~SpendTime() { auto curTime = std::chrono::steady_clock::now(); auto duration = std::chrono::duration_cast<std::chrono::milliseconds>(curTime - _curTimePoint); cout<<"SpendTime = "<< duration.count() <<"ms"<<endl; } private: std::chrono::steady_clock::time_point _curTimePoint; }; #include <ctime> #include <limits> /*2、测量时间流逝 *精度依赖于操作系统或编译器,具体依赖于std::clock()的返回值精度及CLOCKS_PER_SEC值的定义 */ class Timer { public: Timer() : _startTime(std::clock()) { } void Restart() { _startTime = std::clock(); } /* 构造函数至今的耗时,单位s */ double Elapsed() const { return double(std::clock() - _startTime) / CLOCKS_PER_SEC; } /* 最小度量,以秒为单位 */ double ElapsedMin() const { return double(1) / double(CLOCKS_PER_SEC); } /* 最大度量,以秒为单位 */ double ElapsedMax() const { return (double(std::numeric_limits<std::clock_t>::max()) - double(_startTime) / double(CLOCKS_PER_SEC)); } private: std::clock_t _startTime;//毫秒级精度 };

     (4)判断时间戳是否为当天

    #include <iomanip> #include <thread> #include <mutex> #include <iomanip> #include <chrono> #include <time.h> /* * 判断是否是当天,时区问题内部已考虑 * @param timeStamp 当前时间戳(单位s) * @return 0 今天 * >0 过去几天 * <0 将来几天 */ int checkTimestamp(const std::time_t timeStamp) { static std::time_t sLastTimestamp = 0; if (sLastTimestamp == 0) { static std::once_flag oc; std::call_once(oc, [&]() { tzset();//刷新时区 sLastTimestamp = std::chrono::system_clock::to_time_t(std::chrono::system_clock::now()); }); } const int lastDay = (sLastTimestamp - timezone)/86400;//转换到当前时区,自1970年来的天数 const int curDay = (timeStamp - timezone)/86400; sLastTimestamp = std::chrono::system_clock::to_time_t(std::chrono::system_clock::now()); return (curDay - lastDay); }

     【5】C++11 中的日期和时间库简述

    c++11提供了日期时间相关的库chrono,通过chrono相关的库我们可以很方便的处理日期和时间。 chrono库主要包含了三种类型:时间间隔Duration、时钟Clocks和时间点Time point。

     <5.1>Duration

    duration表示一段时间间隔,用来记录时间长度,可以表示几秒钟、几分钟或者几个小时的时间间隔,duration的原型是: template<class Rep, class Period = std::ratio<1>> class duration;   第一个模板参数Rep是一个数值类型,表示时钟个数;第二个模板参数是一个默认模板参数std::ratio, 它的原型是: template<std::intmax_t Num, std::intmax_t Denom = 1> class ratio;

           ratio表示每个时钟周期的秒数,其中第一个模板参数Num代表分子,Denom代表分母,分母默认为1,ratio代表的是一个分子除以分母的分数值,比如ratio<2>代表一个时钟周期是两秒,ratio<60>代表了一分钟,ratio<60*60>代表一个小时,ratio<60*60*24>代表一天。而ratio<1, 1000>代表的则是1/1000秒即一毫秒,ratio<1, 1000000>代表一微秒,ratio<1, 1000000000>代表一纳秒。标准库为了方便使用,就定义了一些常用的时间间隔,如时、分、秒、毫秒、微秒和纳秒,在chrono命名空间下,它们的定义如下:

    typedef duration <Rep, ratio<3600,1>> hours; typedef duration <Rep, ratio<60,1>> minutes; typedef duration <Rep, ratio<1,1>> seconds; typedef duration <Rep, ratio<1,1000>> milliseconds; typedef duration <Rep, ratio<1,1000000>> microseconds; typedef duration <Rep, ratio<1,1000000000>> nanoseconds; 通过定义这些常用的时间间隔类型,我们能方便的使用它们,比如线程的休眠: std::this_thread::sleep_for(std::chrono::seconds(3)); //休眠三秒 std::this_thread::sleep_for(std::chrono:: milliseconds (100)); //休眠100毫秒

     chrono还提供了获取时间间隔的时钟周期个数的方法count() :

    chrono还提供了获取时间间隔的时钟周期个数的方法count(),它的基本用法: #include <chrono> #include <iostream> int main() { std::chrono::milliseconds ms{3}; // 3 毫秒 // 6000 microseconds constructed from 3 milliseconds std::chrono::microseconds us = 2*ms; //6000微秒 // 30Hz clock using fractional ticks std::chrono::duration<double, std::ratio<1, 30>> hz30(3.5); std::cout << "3 ms duration has " << ms.count() << " ticks\n"<< "6000 us duration has " << us.count() << " ticks\n" } 输出: 3 ms duration has 3 ticks 6000 us duration has 6000 ticks

     时间间隔之间可以做运算,比如下面的例子中计算两端时间间隔的差值: 

    std::chrono::minutes t1( 10 ); std::chrono::seconds t2( 60 ); std::chrono::seconds t3 = t1 - t2; std::cout << t3.count() << " second" << std::endl;

           其中,t1 是代表 10 分钟、t2 是代表 60 秒,t3 则是 t1 減去 t2,也就是 600 - 60 = 540 秒。通过t1-t2的count输出差值为540个时钟周期即540秒(因为每个时钟周期为一秒)。我们还可以通过duration_cast<>()来将当前的时钟周期转换为其它的时钟周期,比如我可以把秒的时钟周期转换为分钟的时钟周期,然后通过count来获取转换后的分钟时间间隔:

    cout << chrono::duration_cast<chrono::minutes>( t3 ).count() <<” minutes”<< endl; 将会输出: 9 minutes

    <5.2>Time point

      time_point表示一个时间点,用来获取1970.1.1以来的秒数和当前的时间, 可以做一些时间的比较和算术运算,可以和ctime库结合起来显示时间。time_point必须要clock来计时,time_point有一个函数time_since_epoch()用来获得1970年1月1日到time_point时间经过的duration。下面的例子计算当前时间距离1970年1月一日有多少天:

    #include <iostream> #include <ratio> #include <chrono> int main () { using namespace std::chrono; typedef duration<int,std::ratio<60*60*24>> days_type; time_point<system_clock,days_type> today = time_point_cast<days_type>(system_clock::now()); std::cout << today.time_since_epoch().count() << " days since epoch" << std::endl; return 0; }

         time_point还支持一些算术元算,比如两个time_point的差值时钟周期数,还可以和duration相加减。下面的例子输出前一天和后一天的日期:

    #include <iostream> #include <iomanip>// std::put_time所在头文件 #include <ctime> #include <chrono> int main() { using namespace std::chrono; system_clock::time_point now = system_clock::now(); std::time_t last = system_clock::to_time_t(now - std::chrono::hours(24)); std::time_t next= system_clock::to_time_t(now + std::chrono::hours(24)); std::cout << "One day ago, the time was "<< std::put_time(std::localtime(&last), "%F %T") << '\n'; std::cout << "Next day, the time was "<< std::put_time(std::localtime(&next), "%F %T") << '\n'; } 输出: One day ago, the time was 2014-3-2622:38:27 Next day, the time was 2014-3-2822:38:27

    <5.3>Clocks   Clocks表示当前的系统时钟,内部有time_point, duration, Rep, Period等信息,它主要用来获取当前时间,以及实现time_t和time_point的相互转换。Clocks包含三种时钟:system_clock:从系统获取的时钟; steady_clock:不能被修改的时钟;(steady_clock可以获取稳定可靠的时间间隔,后一次调用now()的值和前一次的差值是不因为修改了系统时间而改变,它保证了稳定的时间间隔。它的用法和system用法一样。) high_resolution_clock:高精度时钟,实际上是system_clock或者steady_clock的别名。

    示例代码:可以通过now()来获取当前时间点: #include <iostream> #include <chrono> int main() { std::chrono::steady_clock::time_point t1 = std::chrono::system_clock::now(); std::cout << "Hello World\n"; std::chrono::steady_clock::time_point t2 = std::chrono:: system_clock::now(); std::cout << (t2-t1).count()<<” tick count”<<endl; } 输出: Hello World 20801tick count 【-】可以通过时钟获取两个时间点之相差多少个时钟周期,我们可以通过duration_cast将其转换为其它时钟周期的duration: cout << std::chrono::duration_cast<std::chrono::microseconds>( t2-t1 ).count() <<” microseconds”<< endl; 输出: 20 microseconds system_clock的to_time_t方法可以将一个time_point转换为ctime: std::time_t now_c = std::chrono::system_clock::to_time_t(time_point); 而from_time_t方法则是相反的,它将ctime转换为time_point。

    <5.4>timer  :程序耗时定时器

           可以利用high_resolution_clock来实现一个类似于boost.timer的定时器,这样的timer在测试性能时会经常用到,经常用它来测试函数耗时,它的基本用法是这样的:

    void fun() { cout<<”hello word”<<endl; } int main() { timer t; //开始计时 fun() cout<<t.elapsed()<<endl; //打印fun函数耗时多少毫秒 }

           c++11中增加了chrono库,现在用来实现一个定时器是很简单的事情,还可以移除对boost的依赖。它的实现比较简单,下面是具体实现:

    #include<chrono> usingnamespace std; usingnamespace std::chrono; class Timer { public: Timer() : m_begin(high_resolution_clock::now()) {} void reset() { m_begin = high_resolution_clock::now(); } //默认输出秒   double elapsed() const   {     return duration_cast<duration<double>>(high_resolution_clock::now() - m_begin).count();   } //默认输出毫秒 //int64_t elapsed() const //{ //return duration_cast<chrono::milliseconds>(high_resolution_clock::now() - m_begin).count(); //} //微秒 int64_t elapsed_micro() const { return duration_cast<chrono::microseconds>(high_resolution_clock::now() - m_begin).count(); } private: time_point<high_resolution_clock> m_begin; }; 测试代码: void fun(){ cout<<”hello word”<<endl;} int main() { timer t; //开始计时 fun() cout<<t.elapsed()<<endl; //打印fun函数耗时多少毫秒 cout<<t.elapsed_micro ()<<endl; //打印微秒 }

     

     

     

     

     

     

     

     

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