Linux中的日历时间

• time函数和gettimeofday系统调用

早期UNIX上是实现了time的系统调用的，在4.3BSD上补充了更为精确的gettimeofday系统调用（虽然这个函数名字感觉很奇怪），但是这个调用可以提供微秒级别的精度。所以将time作为系统调用就显得有点多余，目前的做法是将time封装到C语言的time.h中，实现为一个调用了gettimeofday的库函数。

测试代码如下：

#include <stdio.h>
#include <stdlib.h>
#include <unistd.h>
#include <sys/time.h>

#include <time.h>

int main()
{
    time_t tt;
    struct timeval tv;
    

    printf("Time Ret: %ld\n",time(NULL));
    printf("Time Ret: %ld\n",time(&tt));
    printf("Time Arg: %ld\n",tt);

    int ret=gettimeofday(&tv,NULL);
    printf("tv.tv_sec: %ld\n",tv.tv_sec);
    printf("tv.tv_usec: %ld\n",tv.tv_usec);
    return 0;
}

运行效果见下图：

 

 这里要说明几个注意点：

1. time函数，返回自Epoch以来的秒数，这是肯定的，同时可以接受一个time_t*类型的指针作为形参，执行该函数将会把这个秒数放入到指针所指向的位置 ，如果为NULL当然不用管了；

2. time函数和gettimeofday系统调用返回的结果是相同的，都是秒数，但是后者还可以返回微秒数，这两个值都是通过结构体timeval传递出来的，该结构体定义如下：

/* A time value that is accurate to the nearest
   microsecond but also has a range of years.  */
struct timeval
{
  __time_t tv_sec;        /* Seconds.  */
  __suseconds_t tv_usec;    /* Microseconds.  */
};

3. 有gettimeofday，同样也有对应的settimeofday函数。

有时候我们需要打印程序运行的时间，可以简单写一个函数：

void print_now()
{
    struct timeval tv;
    int ret=gettimeofday(&tv,NULL);
    printf("[%ld.%ld]\t",tv.tv_sec,tv.tv_usec);
}

• 时间转换

有几种时间转换函数，最简单的是ctime函数，直接给返回一个长达26字节的字符串，包含了标准格式的日期和时间，测试代码如下：

int main()
{
    time_t tt;   
    tt=time(NULL);
    printf("%s\n",ctime(&tt));
    return 0;
}

运行效果如下，下方是作为对比的date命令。

 

• 时间的分解和合成

有时候我们并不需要这么多的时间信息，例如我只想检查一下现在时间是否介于晚上7点到早上6点之间，然后决定是否打开路灯这样的工作，显然这个就需要提取时间中的各个不同要素。

首先是结构体tm（感觉早期写程序语言的人起名字好随意啊~）：

/* ISO C `broken-down time' structure.  */
struct tm
{
  int tm_sec;            /* Seconds.    [0-60] (1 leap second) */
  int tm_min;            /* Minutes.    [0-59] */
  int tm_hour;            /* Hours.    [0-23] */
  int tm_mday;            /* Day.        [1-31] */
  int tm_mon;            /* Month.    [0-11] */
  int tm_year;            /* Year    - 1900.  */
  int tm_wday;            /* Day of week.    [0-6] */
  int tm_yday;            /* Days in year.[0-365]    */
  int tm_isdst;            /* DST.        [-1/0/1]*/

# ifdef    __USE_MISC
  long int tm_gmtoff;        /* Seconds east of UTC.  */
  const char *tm_zone;        /* Timezone abbreviation.  */
# else
  long int __tm_gmtoff;        /* Seconds east of UTC.  */
  const char *__tm_zone;    /* Timezone abbreviation.  */
# endif
};

可以看到这个结构体中包含了最基本的年月日、时分秒、星期，还有DST（夏令时）等，另外还受到宏的影响，可能有其他的一些信息。更有意思的是，秒并不是从0~59，而是从0~60，这是为了考虑闰秒的问题。另外，年并不是直接是年，而是有个1900的偏移量，所以如果今年是2022年的话，这个字段得到的结果是122。

测试代码如下：

int main()
{
    time_t tt;   
    struct tm* ptm;
    tt=time(NULL);
    printf("%s",ctime(&tt));
    ptm=gmtime(&tt);
    printf("Hour: %d\n",ptm->tm_hour);
    return 0;
}

运行效果如下：

 

 等等，怎么上面显示的是23点，下面居然是7点？

这个地方存在GMT和LocalTime的问题。首先我们是东八区，比GMT快了8小时，所以时间上是23（周五晚上）+8=7（周六上午）。

GMT可以作为基准，这是很不错的，但是通常大家都是使用的本地时间，这个还有一个和gmtime类似的函数：localtime，把上面的测试代码中gmtime函数名改为localtime就可以得到23了。

在介绍完了tm结构体以后，再引入另一个时间格式化函数asctime，这个函数接收一个tm的结构体，然后输出时间格式的字符串，与ctime类似，但是与ctime函数不同的是，它不会受到本地时间的影响。

事实上，ctime函数的原型是这么注释的：

/* Equivalent to `asctime (localtime (timer))'.  */
extern char *ctime (const time_t *__timer) ;

可见时间上是将GMT时间转化为了本地时间以后输出。

时间的合成是时间的分解的逆向操作，所使用的函数是mktime，可以猜到，这个函数的参数是一个tm的结构体（或指针），返回值是time_t类型，函数原型如下：

/* Return the `time_t' representation of TP and normalize TP.  */
extern time_t mktime (struct tm *__tp) ;