C++11 std::chrono庫詳解

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所謂的詳解只不過是參考www.cplusplus.com的說明整理了一下，因為沒發現別人有詳細講解。

　　chrono是一個time library, 源於boost，現在已經是C++標準。話說今年似乎又要出新標準了，好期待啊！ 

　　要使用chrono庫，需要#include<chrono>，其所有實現均在std::chrono namespace下。注意標準庫裡面的每個命名空間代表了一個獨立的概念。所以下文中的概念均以命名空間的名字表示！ chrono是一個模版庫，使用簡單，功能強大，只需要理解三個概念：duration、time_point、clock

 1.Durationsstd::chrono::duration 表示一段時間，比如兩個小時，12.88秒，半個時辰，一炷香的時間等等，只要能換算成秒即可。

1 template <class Rep, class Period = ratio<1> > class duration;

 

其中Rep表示一種數實值型別，用來表示Period的數量，比如int float doublePeriod是ratio類型，用來表示【用秒錶示的時間單位】比如second milisecond常用的duration<Rep,Period>已經定義好了，在std::chrono::duration下：ratio<3600, 1>                hoursratio<60, 1>                    minutesratio<1, 1>                      secondsratio<1, 1000>               microsecondsratio<1, 1000000>         microsecondsratio<1, 1000000000>    nanosecons 這裡需要說明一下ratio這個類模版的原型：

1 template <intmax_t N, intmax_t D = 1> class ratio;

 

N代表分子，D代表分母，所以ratio表示一個分數值。注意，我們自己可以定義Period，比如ratio<1, -2>表示單位時間是-0.5秒。 由於各種duration表示不同，chrono庫提供了duration_cast類型轉換函式。

1 template <class ToDuration, class Rep, class Period>2   constexpr ToDuration duration_cast (const duration<Rep,Period>& dtn);

 

典型的用法是表示一段時間： 

 1 // duration constructor 2 #include <iostream> 3 #include <ratio> 4 #include <chrono> 5   6 int main () 7 { 8   typedef std::chrono::duration<int> seconds_type; 9   typedef std::chrono::duration<int,std::milli> milliseconds_type;10   typedef std::chrono::duration<int,std::ratio<60*60>> hours_type;11  12   hours_type h_oneday (24);                  // 24h13   seconds_type s_oneday (60*60*24);          // 86400s14   milliseconds_type ms_oneday (s_oneday);    // 86400000ms15  16   seconds_type s_onehour (60*60);            // 3600s17 //hours_type h_onehour (s_onehour);          // NOT VALID (type truncates), use:18   hours_type h_onehour (std::chrono::duration_cast<hours_type>(s_onehour));19   milliseconds_type ms_onehour (s_onehour);  // 3600000ms (ok, no type truncation)20  21   std::cout << ms_onehour.count() << "ms in 1h" << std::endl;22  23   return 0;24 }25  26 duration還有一個成員函數count()返回Rep類型的Period數量，看代碼：27 28 // duration::count29 #include <iostream>     // std::cout30 #include <chrono>       // std::chrono::seconds, std::chrono::milliseconds31                         // std::chrono::duration_cast32  33 int main ()34 {35   using namespace std::chrono;36   // std::chrono::milliseconds is an instatiation of std::chrono::duration:37   milliseconds foo (1000); // 1 second38   foo*=60;39  40   std::cout << "duration (in periods): ";41   std::cout << foo.count() << " milliseconds.\n";42  43   std::cout << "duration (in seconds): ";44   std::cout << foo.count() * milliseconds::period::num / milliseconds::period::den;45   std::cout << " seconds.\n";46  47   return 0;48 }

 

  2.Time pointsstd::chrono::time_point 表示一個具體時間，如上個世紀80年代、你的生日、今天下午、火車出發時間等，只要它能用電腦時鐘錶示。鑒於我們使用時間的情景不同，這個time point具體到什麼程度，由選用的單位決定。一個time point必須有一個clock計時。參見clock的說明。 

1 template <class Clock, class Duration = typename Clock::duration>  class time_point;

 

 下面是構造使用time_point的例子：

 1 // time_point constructors 2 #include <iostream> 3 #include <chrono> 4 #include <ctime> 5   6 int main () 7 { 8   using namespace std::chrono; 9  10   system_clock::time_point tp_epoch;    // epoch value11  12   time_point <system_clock,duration<int>> tp_seconds (duration<int>(1));13  14   system_clock::time_point tp (tp_seconds);15  16   std::cout << "1 second since system_clock epoch = ";17   std::cout << tp.time_since_epoch().count();18   std::cout << " system_clock periods." << std::endl;19  20   // display time_point:21   std::time_t tt = system_clock::to_time_t(tp);22   std::cout << "time_point tp is: " << ctime(&tt);23  24   return 0;25 }26  

 

time_point有一個函數time_from_eproch()用來獲得1970年1月1日到time_point時間經過的duration。舉個例子，如果timepoint以天為單位，函數返回的duration就以天為單位。 由於各種time_point表示方式不同，chrono也提供了相應的轉換函式 time_point_cast。

1 template <class ToDuration, class Clock, class Duration>2   time_point<Clock,ToDuration> time_point_cast (const time_point<Clock,Duration>& tp);

 

比如計算/

 1 / time_point_cast 2 #include <iostream> 3 #include <ratio> 4 #include <chrono> 5   6 int main () 7 { 8   using namespace std::chrono; 9  10   typedef duration<int,std::ratio<60*60*24>> days_type;11  12   time_point<system_clock,days_type> today = time_point_cast<days_type>(system_clock::now());13  14   std::cout << today.time_since_epoch().count() << " days since epoch" << std::endl;15  16   return 0;17 }

 

3.Clocks std::chrono::system_clock 它表示當前的系統時鐘，系統中啟動並執行所有進程使用now()得到的時間是一致的。每一個clock類中都有確定的time_point, duration, Rep, Period類型。操作有：now() 目前時間time_pointto_time_t() time_point轉換成time_t秒from_time_t() 從time_t轉換成time_point典型的應用是計算時間日期：

 1 // system_clock example 2 #include <iostream> 3 #include <ctime> 4 #include <ratio> 5 #include <chrono> 6   7 int main () 8 { 9   using std::chrono::system_clock;10  11   std::chrono::duration<int,std::ratio<60*60*24> > one_day (1);12  13   system_clock::time_point today = system_clock::now();14   system_clock::time_point tomorrow = today + one_day;15  16   std::time_t tt;17  18   tt = system_clock::to_time_t ( today );19   std::cout << "today is: " << ctime(&tt);20  21   tt = system_clock::to_time_t ( tomorrow );22   std::cout << "tomorrow will be: " << ctime(&tt);23  24   return 0;25 }26  

 

std::chrono::steady_clock 為了表示穩定的時間間隔，後一次調用now()得到的時間總是比前一次的值大（這句話的意思其實是，如果中途修改了系統時間，也不影響now()的結果），每次tick都保證過了穩定的時間間隔。操作有：now() 擷取當前時鐘典型的應用是給演算法計時：

 1 // steady_clock example 2 #include <iostream> 3 #include <ctime> 4 #include <ratio> 5 #include <chrono> 6   7 int main () 8 { 9   using namespace std::chrono;10  11   steady_clock::time_point t1 = steady_clock::now();12  13   std::cout << "printing out 1000 stars...\n";14   for (int i=0; i<1000; ++i) std::cout << "*";15   std::cout << std::endl;16  17   steady_clock::time_point t2 = steady_clock::now();18  19   duration<double> time_span = duration_cast<duration<double>>(t2 - t1);20  21   std::cout << "It took me " << time_span.count() << " seconds.";22   std::cout << std::endl;23  24   return 0;25 }26  

 

最後一個時鐘，std::chrono::high_resolution_clock 顧名思義，這是系統可用的最高精度的時鐘。實際上high_resolution_clock只不過是system_clock或者steady_clock的typedef。操作有：now() 擷取當前時鐘。

C++11 std::chrono庫詳解