C++标准库：chrono
ratio
先看一下ratio的定义
template<intmax_t N,intmax_t D=1>
class ratio;
ratio是由非类型参数定义的模板，用来定义一个比率N/D，如ratio<1,-2>表示-0.5
标准库中定义的常用ratio类型
| type | definition | 说明 |
|---|---|---|
| ratio<1,1000> | std::milli | 1/1000 |
| ratio<1,1000000> | std::micro | 1/1000000 |
| ratio<1,1000000000> | std::nano | 1/100000000 |
| ... | ... | ... |
duration
duration的定义
template<class Rep, class Period=ratio<1>>
class duration;
表示一个时间段，时间的单位由ratio指定，如Period=ratio<60,1>，表示60/1秒，缺省为1/1，即默认时间单位为1s
如下时间段的定义
std::chrono::duration<int> seconds(2); // 表示2秒
std::chrono::duration<int,std::milli> ms(2); // 表示2毫秒
std::chrono::duration<int,std::ratio<60>> min(2); // 表示2分钟
标准库中定义的常用duration类型
std::chrono::hours
std::chrono::minutes
std::chrono::seconds
std::chrono::milliseconds
std::chrono::microseconds
std::chrono::nanoseconds
成员函数count()返回Rep类型的Period的数量
std::chrono::duration<int,std::ratio<60*60*24>> one_day(2); // 2 days
one_day.count();
标准库还提供了duration_cast用于转换duration类型
template<class ToDuration, class Rep, class Period>
constexpr ToDuration duration_cast(const duration<Rep,Period>& dtn)
如下时间段的转换
// 2s
std::chrono::duration<int> seconds(2);
// s to min
auto minutes= std::chrono::duration_cast<duration<double,std::ratio<60>>>(seconds);
time_point
由时钟表示的时间点，一个time_point必须由一个 clock 计时
template<class Clock,class Duration=typename Clock::duration>
class time_point;
获取当前系统时间
// get time
std::chrono::system_clock::time_point now= std::chrono::system_clock::now();
// to time_t
std::time_t now_c= std::chrono::system_clock::to_time_t(now);
std::cout<< ctime(&now_c);
标准库还提供了time_point_cast用于指定时间单位
函数原型如下
template<class ToDuration, class Clock, class Duration>
time_point<Clock,ToDuration> time_point_cast(const time_point<Clock,Duration>& tp);
如下应用，将当前时间与纪元（Thu Jan 1 08:00:00 1970）间隔天数打印
typedef std::chrono::duration<int,std::ratio<60*60*24>> Day;
time_point<system_clock,Day> today= time_point_cast<Day>(system_clock::now());
std::cout<< today.time_since_epoch().count();
时钟
每一个时钟类中都有确定的time_point、duration、Rep和Period
system_clock
std::chrono::system_clock表示当前系统时钟
成员函数
| 函数名 | 说明 |
|---|---|
now() |
获取当前时间time_point |
to_time_t() |
将time_point转换成time_t |
from_time_t() |
将time_t转换成time_point |
如下示例，在当前时间上增加一天，并打印
std::chrono::duration<int,std::ratio<60*60*24>> one_day(1);
system_clock::time_point today= system_clock::now();
system_clock::time_point tomorrow= today+one_day;
std::time_t tt;
tt= system_clock::to_time_t(today);
std::cout<< ctime(&tt);
缺点：system_clock系统时钟可以修改，如网络对时，所以计时可能不准
steady_clock
该时钟不可修改，每次 tick 都保证了稳定的时间间隔
如下示例，获取程序执行时间
steady_clock::time_point t1= steady_clock::now()
/* your code */
steady_clock::time_point t2= steady_clock::now()
duration<double> time_span= duration_cast<duration<double>>(t2-t1);
std::cout<< time_span.count();
high_resolution_clock
最高精度的时钟，也是不可修改的
注：
尽量不要使用count()和time_since_epoch()
标准库提供了类型安全的机制，防止用户在单位转换时出错，但是这两个函数是例外的
下面提供自定义宏来测试代码运行时间
#include <chrono>
#define TIMERSTART(tag) auto tag##_start = std::chrono::steady_clock::now(), tag##_end=tag##_start
#define TIMEREND(tag) tag##_end = std::chrono::steady_clock::now()
#define DURATION_s(tag) printf("%s costs %d s\n",#tag, std::chrono::duration_cast<std::chrono::seconds>(tag##_end-tag##_start).count())
#define DURATION_ms(tag) printf("%s costs %d ms\n",#tag, std::chrono::duration_cast<std::chrono::milliseconds>(tag##_end-tag##_start).count());
#define DURATION_us(tag) printf("%s costs %d us\n",#tag, std::chrono::duration_cast<std::chrono::microseconds>(tag##_end-tag##_start).count());
#define DURATION_ns(tag) printf("%s costs %d ns\n",#tag, std::chrono::duration_cast<std::chrono::nanoseconds>(tag##_end-tag##_start).count());
// usage:
// TIMERSTART(for_loop);
// for (int i = 0; i < 100000; i++) {
// i*i;
// }
// TIMEREND(for_loop);
// DURATION_ms(for_loop);
