Linux C时间函数有哪些？怎么用？详细用法是什么？-好主机测评网

Linux C时间函数

在Linux系统编程中，时间处理是一项基础且重要的任务，无论是日志记录、任务调度，还是性能分析，都需要准确获取和操作时间，Linux C标准库提供了丰富的时间函数，涵盖时间获取、格式化、转换等多个方面，本文将详细介绍这些函数的用法、特点及注意事项，帮助开发者高效处理时间相关需求。

时间表示：`time_t`与`struct tm`

Linux C中使用两种核心结构表示时间：time_t和struct tm。time_t是一个整数类型，通常用于表示自1970年1月1日00:00:00 UTC（Unix纪元）以来经过的秒数，它通过time()函数获取，适用于简单的时间戳存储和计算。

struct tm则是一个更详细的时间结构体，定义在<time.h>中，包含年、月、日、时、分、秒等字段：

struct tm {
    int tm_sec;     // 秒（0-59）
    int tm_min;     // 分（0-59）
    int tm_hour;    // 时（0-23）
    int tm_mday;    // 日（1-31）
    int tm_mon;     // 月（0-11，0表示一月）
    int tm_year;    // 年（自1900年以来的年数）
    int tm_wday;    // 周几（0-6，0表示周日）
    int tm_yday;    // 年中第几天（0-365）
    int tm_isdst;   // 夏令时标志（0表示非夏令时）
};

通过gmtime()和localtime()函数，可以将time_t转换为struct tm。gmtime()返回UTC时间，而localtime()返回本地时间。

时间获取：`time()`与`gettimeofday()`

time()函数是最简单的时间获取方式，其原型为：

time_t time(time_t *t);

若参数t非空，则将时间值同时存储在t指向的内存中；若为空，则仅返回时间值。

time_t now = time(NULL);

对于更高精度的时间需求（如微秒级），可以使用gettimeofday()函数：

#include <sys/time.h>
int gettimeofday(struct timeval *tv, struct timezone *tz);

struct timeval包含秒（tv_sec）和微秒（tv_usec）字段，适用于性能测量或事件计时。

时间格式化：`strftime()`与`strptime()`

将时间转换为可读字符串或解析字符串为时间结构体，是时间处理的常见需求。strftime()函数提供了强大的格式化功能：

size_t strftime(char *s, size_t max, const char *format, const struct tm *tm);

format参数支持多种格式说明符，如%Y（四位年）、%m（月）、%d（日）等，示例：

char buffer[80];
struct tm *now = localtime(&now);
strftime(buffer, sizeof(buffer), "%Y-%m-%d %H:%M:%S", now);

反之，strptime()函数用于将字符串解析为struct tm：

char *strptime(const char *s, const char *format, struct tm *tm);

const char *date_str = "2023-10-01 12:30:45";
struct tm tm = {0};
strptime(date_str, "%Y-%m-%d %H:%M:%S", &tm);

时间计算：`mktime()`与`difftime()`

mktime()函数将struct tm转换为time_t，并自动处理非法值（如2月30日），它会调整tm_wday和tm_yday，并返回转换后的时间戳：

struct tm tm = {0};
tm.tm_year = 2023 - 1900;  // 2023年
tm.tm_mon = 9;             // 10月
tm.tm_mday = 1;            // 1日
time_t timestamp = mktime(&tm);

difftime()则用于计算两个time_t值的时间差（秒）：

time_t t1 = time(NULL);
sleep(5);
time_t t2 = time(NULL);
double diff = difftime(t2, t1);  // 返回5.0

高精度计时：`clock_gettime()`

对于需要纳秒级精度的场景，clock_gettime()是最佳选择，它支持多种时钟类型，如CLOCK_REALTIME（系统时间）和CLOCK_MONOTONIC（单调递增时间）：

#include <time.h>
struct timespec ts;
clock_gettime(CLOCK_REALTIME, &ts);
// ts.tv_sec: 秒，ts.tv_nsec: 纳秒

CLOCK_MONOTONIC不受系统时间调整影响，适合测量耗时。

注意事项

线程安全：gmtime()和localtime()返回静态指针，多线程环境下需使用gmtime_r()和localtime_r()。
时区处理：localtime()依赖系统时区设置，可通过TZ环境变量或tzset()修改。
精度限制：time_t在32位系统上可能在2038年溢出，建议使用64位类型或timeval。

实践示例

以下是一个综合示例，展示时间获取、格式化和计算：

#include <stdio.h>
#include <time.h>
#include <unistd.h>
int main() {
    // 获取当前时间
    time_t now = time(NULL);
    struct tm *tm_now = localtime(&now);
    // 格式化输出
    char buffer[100];
    strftime(buffer, sizeof(buffer), "%Y-%m-%d %H:%M:%S %Z", tm_now);
    printf("当前时间: %s\n", buffer);
    // 计算时间差
    sleep(2);
    time_t later = time(NULL);
    printf("时间差: %.2f秒\n", difftime(later, now));
    // 高精度计时
    struct timespec start, end;
    clock_gettime(CLOCK_MONOTONIC, &start);
    usleep(100000);  // 100毫秒
    clock_gettime(CLOCK_MONOTONIC, &end);
    double elapsed = (end.tv_sec - start.tv_sec) + (end.tv_nsec - start.tv_nsec) / 1e9;
    printf("高精度耗时: %.6f秒\n", elapsed);
    return 0;
}

Linux C时间函数提供了从秒级到纳秒级的多种时间处理能力，合理选择函数并注意线程安全、时区等问题，可以高效实现时间相关的功能，开发者应根据实际需求（如精度、可读性、跨平台性）灵活运用这些工具,确保时间处理的准确性和可靠性。

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