Zeit-Funktionen

Überblick:

• time() - Anzahl der Sekunden, die seit dem 01.01.1970, 00:00:00 Uhr, vergangen sind. (Evtl. das "Jahr 2038"-Problem, wenn "time_t" als "long" implementiert ist.)
• localtime() - Umwandeln von "time_t" (das Ergebnis von "time()") in "struct tm" (als lokale Ortszeit) unter der Berücksichtigung von Sommer- und Winterzeit.
• localtime_s()
• localtime_r()
• gmtime() - Wie localtime(), nur das Ergebnis ist nicht die lokale Ortszeit, sondern die UTC-Zeit.
• mktime() - Umwandeln von "struct tm" in "time_t" (Gegenstück der Funktionen localtime() und gmtime()).
• difftime() – Differenz zwischen zwei Zeitangaben.
• asctime() und ctime() – Umwandeln von Zeitformaten ("struct tm" und "time_t") in einen String.
• strftime() – Umwandeln vom Zeitformat "struct tm" in einen benutzerdefinierten String.
• clock() - Verbrauchte CPU-Zeit für ein Programm (seit dem Programmstart).
  http://man7.org/linux/man-pages/man3/clock.3.html
• clock_gettime() (CLOCK_MONOTONIC, CLOCK_MONOTONIC_PRECISE, CLOCK_REALTIME, CLOCK_PROCESS_CPUTIME_ID)
  http://man7.org/linux/man-pages/man2/clock_gettime.2.html
• TZ (Environment Variable) - Zeitzone (Beispiele: "localtime", "MESZ", "UTC", etc.)
• 

UTC (Universal Time Coordinated) ist identisch mit GMT (Greenwich Mean Time).

Datentypen:

• clock_t - Die CPU-Zeit (Ganzzahl)
• time_t - Datums- und Zeitangaben (Ganzzahl)
• struct tm - Enthält alle zu einer (gregorianischen) Kalenderzeit relevanten Komponenten:

  struct tm
  {
  	int tm_sec;	// Sekunden (0–59)
  	int tm_min;	// Minuten (0–59)
  	int tm_hour;	// Stunden (0–23)
  	int tm_mday;	// Monatstag (1–31)
  	int tm_mon;	// Monate (0–11; Januar = 0)
  	int tm_year;	// Jahre ab 1900
  	int tm_wday;	// Tag seit Sonntag (0–6; Sonntag = 0)
  	int tm_yday;	// Tag seit 1. Januar (0–365; 1.Januar = 0)
  	int tm_isdst;	// Winter-/Sommerzeit (Winterzeit: tm_istdst == 0; Sommerzeit: tm_isdst > 0; wenn Info nicht verfügbar: tm_isdst < 0)
  	long int tm_gmtoff;	// (nur auf Linux) Gibt die Sekunden östlich von UTC bzw. den negativen Wert westlich von UTC für die Zeitzonen an.
  	const char *tm_zone;	// (nur auf Linux) Enthält den Namen der aktuellen Zeitzone.
  };

• struct timespec - Enthält (hoch aufgelöste) Zeit:

  struct timespec
  {
  	time_t tv_sec;	// Sekunden
  	long tv_nsec;	// Nanosekunden
  };

Je nach OS verfügbare Funktionen (Quelle: http://nadeausoftware.com/articles/2012/04/c_c_tip_how_measure_elapsed_real_time_benchmarking):

Je nach OS verfügbare Clock-IDs:

Deklarationen, Beschreibungen und Beispiele:

Deklaration in <time.h>

time_t time(time_t *ptr_TimeVar);

struct tm *localtime(const time_t *ptr_TimeVar);
struct tm *gmtime(const time_t *ptr_TimeVar);

Beide Funktionen liefern als Rückgabewert einen Pointer auf "ptr_TimeVar" vom Typ "struct tm".

Die Funktion localtime() wandelt die Kalenderzeit in die lokale Ortszeit um (unter der Berücksichtigung von Sommer- und Winterzeit), gmtime() dagegen - in die UTC-Zeit.

time_t mktime(struct tm *ptr_TimeVar);

Auf diese Weise wird eine Zeit im "struct tm"-Format wieder in eine Zeit im "time_t"-Format umgewandelt ("tm_yday" und "tm_wday" in "ptr_TimeVar" werden ignoriert). Der zulässige Bereich für die Kalenderzeit liegt zwischen dem 01.01.1970, 00:00:00 Uhr, und dem 19.01.2038, 03:14:07 Uhr. Ist die Kalenderzeit nicht darstellbar, gibt diese Funktion –1 zurück. Befinden sich die Felder "tm_sec", "tm_min", "tm_hour", "tm_mday" und "tm_mon" nicht im korrekten Bereich, werden diese angepasst.

double difftime(time_t zeit_nachher, time_t zeit_vorher);

Die difftime() liefert die Differenz von "zeit_nachher" minus "zeit_vorher" (in Sekunden) zurück (als double-Wert!).

clock_t clock(void);

Die clock() liefert die verbrauchte CPU-Zeit ( nicht in Sekunden!) seit dem Programmstart zurück (-1 im Fehlerfall). Um die CPU-Zeit in Sekunden zu berechnen, muss man der Rückgabewert durch CLOCKS_PER_SEC teilen.

Klasse, um die (aktuelle) Zeit in verschiedenen Formaten auszugeben:

timeutils.h

namespace utils
{
	struct timeformats
	{
		static const char* FMT_ISO_DATE;		// Equivalent to "%Y-%m-%d" (the ISO 8601 date format).
		static const char* FMT_ISO_TIME;		// Equivalent to "%H:%M".
		static const char* FMT_ISO_TIME_SEC;		// Equivalent to "%H:%M:%S" (the ISO 8601 time format).
		static const char* FMT_ISO_DATE_TIME_SEC;	// FMT_ISO_DATE + FMT_ISO_TIME_SEC.
		static const char* FMT_FILENAME_DATE;		// Equivalent to "%Y%m%d".
		static const char* FMT_FILENAME_TIME;		// Equivalent to "%H%M%S".
		static const char* FMT_TIME_SEC_MS;		// Equivalent to "%H:%M:%S.%ffff" (the ISO 8601 time format) + milliseconds.
		static const char* FMT_STOPWATCH_TIME;		// Custom format "%k".
		static const char* FMT_DATE_TIME_SEC_MS;	// FMT_ISO_DATE + FMT_ISO_TIME_SEC + ".%ffff".
	}; // struct timeformats
 
	class timeutils	// Helper rund um Zeitangaben.
	{
	public:
		timeutils() = delete;
		~timeutils() = delete;
 
	public:
		static std::time_t now();						// now() liefert die Zeit sekundengenau (alterantiv hires_time() verwenden.
		static string to_string(const std::time_t& time, const string& format);	// Formatiert nach http://en.cppreference.com/w/cpp/chrono/c/strftime".
	}; // class timeutils
 
	// --- Inlines: ---
	inline	std::time_t timeutils::now() { return std::time(nullptr); }
} // namespace utils

timeutils.cpp

namespace utils
{
	// Hinweis: %F, %R, %T werden von VS2012 nicht unterstützt.
	const char* timeformats::FMT_ISO_DATE = "%Y-%m-%d";				// Equivalent to "%Y-%m-%d" (the ISO 8601 date format).
	const char* timeformats::FMT_ISO_TIME = "%H:%M";				// Equivalent to "%H:%M".
	const char* timeformats::FMT_ISO_TIME_SEC = "%H:%M:%S";				// Equivalent to "%H:%M:%S" (the ISO 8601 time format).
	const char* timeformats::FMT_ISO_DATE_TIME_SEC = "%Y-%m-%d %H:%M:%S";		// FMT_ISO_DATE + FMT_ISO_TIME_SEC.
	const char* timeformats::FMT_FILENAME_DATE = "%Y%m%d";				// Equivalent to "%Y%m%d".
	const char* timeformats::FMT_FILENAME_TIME = "%H%M%S";				// Equivalent to "%H%M%S".
	const char* timeformats::FMT_TIME_SEC_MS = "%H:%M:%S.%ffff";			// Equivalent to "%H:%M:%S.%ffff" (the ISO 8601 time format) + milliseconds.
	const char* timeformats::FMT_STOPWATCH_TIME = "%k";				// Custom format "%k".
	const char* timeformats::FMT_DATE_TIME_SEC_MS = "%Y-%m-%d %H:%M:%S.%ffff";	// FMT_ISO_DATE + FMT_ISO_TIME_SEC + ".%ffff".
 
	string timeutils::to_string(std::time_t const& time, string const& format)	// Formatiert nach "http://en.cppreference.com/w/cpp/chrono/c/strftime".
	{
		char buffer[256];
		struct tm tm_struct;
 
#ifdef OS_WINDOWS
		localtime_s(&tm_struct, &time);
#else
		localtime_r(&time, &tm_struct);
#endif
		if (std::strftime(buffer, sizeof(buffer), format.c_str(), &tm_struct))
			return buffer;
		return string();
	} // timeutils::to_string()
} // namespace utils

// IN ARBEIT
void testFunktion()
{
	time_t t = time(NULL);
	struct tm tm;
 
#ifdef OS_WINDOWS
	localtime_s(&tm, &t);
#else // Unix, Linux
	localtime_r(&t, &tm);
#endif
 
	printf("Jahr  = %d\n", tm.tm_year + 1900);
	printf("Monat = %d\n", tm.tm_mon + 1);
	printf("Tag   = %d\n", tm.tm_mday);
}
// NICHT FERTIG

Zu beachten, daß Ergebniss, das die Funktionen localtime(), localtime_s(), localtime_r() liefern, von dem Wert der Environment Variable "TZ" abhängt. Hier beispielsweise die Einstellung für die mitteleuropäische Sommerzeit:

export TZ=MESZ

Ein Blogpost erklärt, warum das Setzen der Timezone-Variable TZ tausende von Syscalls erspart: https://blog.packagecloud.io/eng/2017/02/21/set-environment-variable-save-thousands-of-system-calls/

Weitere Infos hier: http://blog.quasardb.net/a-portable-high-resolution-timestamp-in-c/
…oder hier: http://nadeausoftware.com/articles/2012/04/c_c_tip_how_measure_elapsed_real_time_benchmarking - Sehr ausführliche Analyse!

Fortgeschrittene Funktionen in der Zeitbibliothek von C++11: http://www.linux-magazin.de/Ausgaben/2016/06/C-11

Stand: 23.01.2020
— : Jürgen Kreick

EOF