C++中Duration、Time_point和Clocks

迷南。 2023-06-24 15:28 8阅读 0赞

C++11中的chrono库，实现时间相关的功能。

### 1.duration ###

duration表示一段时间间隔，原型是：

template<class Rep, class Period = std::ratio<1>> 
     class duration

Rep是一个数值类型，表示时钟个数，Period表示每个时钟周期的秒数。Period的默认模板参数是std::ratio，它的原型是：

template<std::intmax_t Num, std::intmax_t Denom = 1> 
    class ratio

Num代表分子，Denom代表分母。ratio<1>代表一个时钟周期是一秒，ratio<60>代表了一分钟，ratio<60\*60>代表一个小时，ratio<1, 1000>代表一毫秒，ratio<1, 1000000>代表一微秒，ratio<1, 1000000000>代表一纳秒。

标准库定义了一些常用的时间间隔，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;          //毫秒
    typedef duration <Rep, ratio<1,1000000>> microseconds;       //微秒
    typedef duration <Rep, ratio<1,1000000000>> nanoseconds;     //纳秒

实例程序如下：

#include <iostream>
    #include <chrono>
    #include <thread>
    using namespace std;
    int main()
    {
        this_thread::sleep_for(chrono::seconds(3));        //休眠3秒
        this_thread::sleep_for(chrono::milliseconds(100)); //休眠100毫秒
        cout << "Hello" << endl;
        getchar();
        return 0;
    }

### 2.time\_point ###

time\_point表示一个时间点，原型是：

template<class _Clock, class _Duration = typename _Clock::duration>
    class time_point

函数time\_since\_epoch()用来获取1970.1.1以来的时间。下面实例获取当前到1970.1.1有多少小时。

#include <iostream>
    #include <chrono>
    using namespace std;
    
    int main()
    {
        using namespace std::chrono;
        time_point<system_clock, hours> h = time_point_cast<hours>(system_clock::now());
        cout << h.time_since_epoch().count() << " hours since epoch" << endl;
        getchar();
        return 0;
    }

### 3.clocks ###

clocks表示当前的系统时钟，内部有time\_point, duration, Rep, Period等信息。

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；
 *  high\_resolution\_clock：高精度时钟

实例测试这些属性

#include <iostream>
    #include <chrono>
    using namespace std;
    using namespace std::chrono;
    
    int main() {
        cout << "system_clock" << endl;
        cout << system_clock::period::num << endl;
        cout << system_clock::period::den << endl;
        cout << "steady = " << boolalpha << system_clock::is_steady << endl;
        cout << "------------------------------ " << endl;
        cout << "high_resolution_clock" << endl;
        cout << high_resolution_clock::period::num << endl;
        cout << high_resolution_clock::period::den << endl;
        cout << "steady = " << boolalpha << high_resolution_clock::is_steady << endl;
        cout << "------------------------------ " << endl;
        cout << "steady_clock" << endl;
        cout << steady_clock::period::num << endl;
        cout << steady_clock::period::den << endl;
        cout << "steady = " << boolalpha << steady_clock::is_steady << endl;
    
        getchar();
        return 0;
    }

测试结果（Windows 10上，Visual Studio 2017编译）

system_clock
    1
    10000000
    steady = false
    ------------------------------
    high_resolution_clock
    1
    1000000000
    steady = true
    ------------------------------
    steady_clock
    1
    1000000000
    steady = true

system\_clock是微秒精度且可调整，steady\_clock和high\_resolution\_clock是纳秒精度不可调整。

实例测试一段代码的执行时间。

#include <iostream>
    #include <chrono>
    using namespace std;
    int main()
    {
        using namespace std::chrono;
        steady_clock::time_point t1 = steady_clock::now();
        cout << "Hello World\n";
        steady_clock::time_point t2 = steady_clock::now();
        cout << duration <double, milli>(t2 - t1).count() << " tick count" << endl;
        getchar();
        return 0;
    }