2011年2月9日 星期三

[轉]C语言linux I/O函数集与windows I/O 函数集

http://blog.csdn.net/Grong_H/archive/2009/12/02/4923332.aspx
============================================================
----------头文件说明------------------
sys/types.h : 常用变量类型
sys/stat.h : 文件状态
fcntl.h : 文件控制
unstd.h : lseek,read,write...

-------------文件I/O-----------------
#include
#include
#include
int open(const char *pathname, int oflag...,[ mode_t mode ]);
第3个参数写为...,这是ANSI C说明余下参数的数目和类型可以变化的方法。
O_RDONLY:只读打开,
O_WRONLY:只写打开,
O_RDWR : 读、写打开.很多实现将O_RDONLY定
O_APPEND:在每次写时都加到文件的尾端。
O_CREAT :若此文件不存在则创建它。使用此可选项时,需同时说明第三个参数mode
O_EXCL :如果同时指定了O_CREAT,而文件已经存在,则出错.这使得测试一个文件是否存在,如果不存在则创建此文件成为一个原子操作.
O_TRUNC :如果此文件存在,而且为只读或只写成功打开,则将其长度截短为0。
O_NOCTTY:如果pathname指的是终端设备,则不将此设备分配作为此进程的控制终端.
O_NONBLOCK:如果pathname指的FIFO、块特殊或字符特殊文件,则此项为文件的打开和后续的I/O操作设置非阻塞方式。
O_NDELAY(不延迟)标志较早的系统Ⅴ版本引入了,它与O_NONBLOCK(不阻塞)选择项类似,
O_SYNC :使每次write都等到物理I/O操作完成。
int create(const char *pathname,mode_t mode);

#include
int close (int filedes);

#include
#include
off_t lseek(int filedes, off_t offset, int whence);
whence的取值为: SEEK_SET SEEK_CUR SEEK_END

#include
size_t read(int filedes, void *buff, size_t nbytes);
size_t write(int filedes, const void *buff, size_t nbytes);

#include
int dup(int filedes);
int dup2(int filedes,int filedes2);

#include
#include
#include
int fcntl(int filedes,int cmd,...[int arg]);

#include
#include
int ioctl(int filedes,int request,...);


-------------标准I/O库---------------
标准I/O库函数都需要#include

void setbuf(FILE *fp,char *buf);
int setvbuf(FILE *fp,char *buf,int mode,size_t size);

int fflush(FILE *fp);

FILE *fopen(const char *pathname,const char *type);
FILE *freopen(const char *pathname,const char *type,FILE *fp);
FILE *fdopen(int filedes,const char *type);

int ferror(FILE *fp);
int feof(FILE *fp);

int getc(FILE *fp);
int fgetc(FILE *fp);
int getchar(void);
int ungetc(int c , FILE *fp);
int putc(int c, FILE *fp);
int fputc(int c, FILE *fp);
int putchar(int c);

char *fgets(char *buf, int n, FILE *fp);
char *gets(char *buf);
int fputs(const char *str,FILE *fp);
int puts(const char *str);

size_t fread(void *ptr,size_t size, size_t nobj,FILE *fp);
size_t fwrite(const void *ptr,size_t size, size_t nobj,FILE *fp);

logn ftell(FILE *fp);
int fseek(FILE *fp, long offset, int whence);
void rewind(FILE *fp);
int fgetpos(FILE *fp, fpos_t *pos);
int fsetpos(FILE *fp, const fpost_t *pos);

int printf(cosnt char *format,...);
int fprintf(FILE *fp, const char *format,...);
int sprintf(char *buf,const char *format,...);
int scanf(const char *format,...);
int fscanf(FILE *fp, const char *format,...);
int sscanf(const char *buf,const char *format,...);
#include
int vprintf(const char *format,va_list arg);
int vfprintf(FILE *fp,const char *foramt,va_list arg);
int vspritnf(char *buf,const char *format,va_list arg);

int fileno(FILE *fp);

char *tmpname(char *ptr);
FILE *tmpfile(void);
char *tmpname(const char *directory, const char *prefix);

-------------文件和目录--------------
获取文件属性
#include
#include
int stat(const char *file_name,struct stat *buf);
int fstat(int filedes,struct stat *buf);
struct stat {
dev_t st_dev; // 设备
ino_t st_ino; // 节点
mode_t st_mode; // 模式
nlink_t st_nlink; // 硬连接
uid_t st_uid; // 用户ID
gid_t st_gid; // 组ID
dev_t st_rdev; // 设备类型
off_t st_off; // 文件字节数
unsigned long st_blksize; // 块大小
unsigned long st_blocks; // 块数
time_t st_atime; // 最后一次访问时间
time_t st_mtime; // 最后一次修改时间
time_t st_ctime; // 最后一次改变时间(指属性)
};
S_ISLNK(st_mode):是否是一个连接.
S_ISREG是否是一个常规文件.
S_ISDIR是否是一个目录
S_ISCHR是否是一个字符设备
S_ISBLK是否是一个块设备
S_ISFIFO是否 是一个FIFO文件.
S_ISSOCK是否是一个SOCKET文件.

判断是否具有存取文件的权限
#include
int access(const char *pathname, int mode); //R_OK,W_OK,X_OK,F_OK


改变文件的权限
#include
#include
mode_t umask(mode_t cmask);
int chmod(const char *pathname,mode_t mode);
int fchmod(int filedes,mode_t mode);
参数 mode 有下列数种组合
S_ISUID 04000 文件的(set user-id on execution)位
S_ISGID 02000 文件的(set group-id on execution)位
S_ISVTX 01000 文件的sticky位
S_IRUSR(S_IREAD) 00400 文件所有者具可读取权限
S_IWUSR(S_IWRITE)00200 文件所有者具可写入权限
S_IXUSR(S_IEXEC) 00100 文件所有者具可执行权限
S_IRGRP 00040 用户组具可读取权限
S_IWGRP 00020 用户组具可写入权限
S_IXGRP 00010 用户组具可执行权限
S_IROTH 00004 其他用户具可读取权限
S_IWOTH 00002 其他用户具可写入权限
S_IXOTH 00001 其他用户具可执行权限
只有该文件的所有者或有效用户识别码为0,才可以修改该文件权限。

改变文件的所有者
#include
#include
int chown(const char *pathname,uid_t owner, gid_t group);
int fchown(int filedes,uid_t owner,gid_t group);

文件截短
#include
#include
int truncate(const char *pathname, off_t length);
int ftruncate(int filedes,off_t length);

硬连接
#include
int link(const char *existingpath, const char *newpath);
int unlink(const char * pathname);

符号连接
#include
int symlink(const char *actualpath, const char * sympath);
int readlink(const char *pathname,char *buf,int bufsize);

删除文件或目录
#include
int remove(const char *pathname);

为文件或目录更名
#include
int rename(const char *oldname,const char * newname);

存取和修改时间
#include
#include
int utime(const char *pathname,const struct utimbuf *times);
struct utimbuf{
time_t actime; //access time
time_t modtime; //modefication time
}

创建删除目录
#include
#include
int mkdir(const char *pathname, mode_t mode);
#include
int rmdir(const char *pathname);

读目录
#include
#include
DIR *opendir(const char *pathname);
struct dirent *readdir(DIR *dp);
void rewinddir(DIR *dp);
int closedir(DIR *dp);
struct dirent
{
ino_t d_ino;
ff_t d_off;
signed short int d_reclen;
unsigned char d_type;
har d_name[256];
};

当前目录与更改
#include
int chdir(const char *pathname);
int fchdir(int filedes); //文件目录的的描述符.
char *getcwd(char *buf, size_t size);

内核文件缓存刷新
#include
void sync(void); //只是将所有修改过的块的缓存排入写队列,并不等待实际I/O操作.
int fsync(int filedes);//等待到该文件写入设备

-------------高级I/O-----------------
设置非阻塞i/o
open时设定O_NONBLOCK, 或fcntl设定O_NONBLOCK

记录锁
#include
#include
#include
int fcntl(int filedes,int cmd,struct flock *flockptr);
cmd取值: F_GETLK F_SETLK F_SETLKW
struct flok{
short l_type; //F_RDLCK F_WRLCK F_UNLCK
off_t l_start; //offset in bytes, relative to l_whence
short l_whence; //SEEK_SET, SEEK_CUR ,SEEK_END
off_t l_len; //length ,in bytes , 0 means lock to EOF
pid_t l_pid; //return with F_GETLK
};

I/O多路转接
#include
#include
#include
int select(int maxfdpl, fd_set *readfds, fd_set *writefds, fd_set *exceptfds, struct timeval *tvptr);
struct timeval{
long tv_sec;
long tv_usec;
};

散布读, 聚集写
#include
#include
size_t readv(int filedes,const struct iovec[],int iovcnt);
size_t writev(int filedes,const struct iovec[],int iovcnt);
struct iovec{
void *iov_base;
size_t iov_len;
};

存储映射I/O
#include
#include
caddr_t mmap(caddr_t addr, size_t len, int prot,int flag,int filedes,off_t off);
prot取值: PROT_READ PROT_WRITE PROT_EXEC PROT_NONE
flag取值: MAP_FIXED MAP_SHARED MAP_PRIVATE
int munmap(caddr_t addr, size_t len);

windows C语言I/O函数集

-------------文件I/O-----------------
int open(char *pathname,int access,...[,int permiss])
access值见下表
┌────┬────────────────────┐
│access值│意义 │
├────┼────────────────────┤
│O_RDONLY│读文件 │
│O_WRONLY│写文件 │
│O_RDWR │即读也写 │
│O_NDELAY│没有使用;对UNIX系统兼容 │
│O_APPEND│即读也写,但每次写总是在文件尾添加 │
│O_CREAT │若文件存在,此标志无用;若不存在,建新文件 │
│O_TRUNC │若文件存在,则长度被截为0,属性不变 │
│O_EXCL │未用;对UNIX系统兼容 │
│O_BINARY│此标志可显示地给出以二进制方式打开文件 │
│O_TEXT │此标志可用于显示地给出以文本方式打开文件│
└────┴────────────────────┘
仅当创建新文件时才使用第三个参数,permiss为文件属性,可为以下值:
S_IWRITE允许写 S_IREAD允许读 S_IREAD|S_IWRITE允许读、写
int creat(char *filename,int permiss)
permiss为文件读写性,可以为以下值
S_IWRITE允许写 S_IREAD允许读 S_IREAD|S_IWRITE允许读、写
int creatnew(char *filenamt,int attrib)
attrib为文件属性,可以为以下值
FA_RDONLY只读 FA_HIDDEN隐藏 FA_SYSTEM系统
int creattemp(char *filenamt,int attrib)
attrib为文件属性,可以为以下值
FA_RDONLY只读 FA_HIDDEN隐藏 FA_SYSTEM系统
int read(int handle,void *buf,int nbyte)
int write(int handle,void *buf,int nbyte)
int dup(int handle)
int dup2(int handle,int newhandle)
int eof(int *handle)
long filelength(int handle)
int setmode(int handle,unsigned mode)
本函数用来设定文件号为handle的文件的打开方式
int getftime(int handle,struct ftime *ftime)
读取文件号为handle的文件的时间,
并将文件时间存于ftime结构中,成功返回0,ftime结构如下:
┌─────────────────┐
│struct ftime │
│{ │
│ unsigned ft_tsec:5; //秒 │
│ unsigned ft_min:6; //分 │
│ unsigned ft_hour:5; //时 │
│ unsigned ft_day:5; //日 │
│ unsigned ft_month:4; //月 │
│ unsigned ft_year:1; //年-1980 │
│} │
└─────────────────┘
int setftime(int handle,struct ftime *ftime)
重写文件号为handle的文件时间,
新时间在结构ftime中.成功返回0.结构ftime如下:
┌─────────────────┐
│struct ftime │
│{ │
│ unsigned ft_tsec:5; //秒 │
│ unsigned ft_min:6; //分 │
│ unsigned ft_hour:5; //时 │
│ unsigned ft_day:5; //日 │
│ unsigned ft_month:4; //月 │
│ unsigned ft_year:1; //年-1980 │
│} │
└─────────────────┘
long lseek(int handle,long offset,int fromwhere)
SEEK_SET 文件开关 SEEK_CUR 当前位置 SEEK_END 文件尾
long tell(int handle)
int isatty(int handle)
int lock(int handle,long offset,long length) 对文件共享作封锁
int unlock(int handle,long offset,long length) 打开对文件共享的封锁
int close(int handle)


-------------标准I/O库---------------
#include
FILE *fopen(char *filename,char *type) 打
type可为以下字符串加上后缀
┌──┬────┬───────┬────────┐
│type│读写性 │文本/2进制文件│建新/打开旧文件 │
├──┼────┼───────┼────────┤
│r │读 │文本 │打开旧的文件 │
│w │写 │文本 │建新文件 │
│a │添加 │文本 │有就打开无则建新│
│r+ │读/写 │不限制 │打开 │
│w+ │读/写 │不限制 │建新文件 │
│a+ │读/添加 │不限制 │有就打开无则建新│
└──┴────┴───────┴────────┘
可加的后缀为t、b。加b表示文件以二进制形式进行操作,t没必要使用
FILE *fdopen(int ahndle,char *type)
FILE *freopen(char *filename,char *type,FILE *stream)
int getc(FILE *stream)
int putc(int ch,FILE *stream)
int getw(FILE *stream)
int putw(int w,FILE *stream)
int ungetc(char c,FILE *stream)
int fgetc(FILE *stream)
int fputc(int ch,FILE *stream)
char *fgets(char *string,int n,FILE *stream)
int fputs(char *string,FILE *stream)
int fread(void *ptr,int size,int nitems,FILE *stream) (二进制I/O)
int fwrite(void *ptr,int size,int nitems,FILE *stream) (二进制I/O)
int fscanf(FILE *stream,char *format[,argument,…])
int vfscanf(FILE *stream,char *format,Valist param)
int fprintf(FILE *stream,char *format[,argument,…])
int vfprintf(FILE *stream,char *format,Valist param)
int fseek(FILE *stream,long offset,int fromwhere)
fromwhere可以为以下值:
SEEK_SET 文件开关 SEEK_CUR 当前位置 SEEK_END 文件尾
long ftell(FILE *stream)
函数返回定位在stream中的当前文件指针位置,以字节表示
int rewind(FILE *stream)
将当前文件指针stream移到文件开头
int feof(FILE *stream)
int fileno(FILE *stream)
取流stream上的文件处理,并返回文件处理
int ferror(FILE *stream)
void clearerr(FILE *stream)
void setbuf(FILE *stream,char *buf)
给流stream指定一个缓冲区buf
void setvbuf(FILE *stream,char *buf,int type,unsigned size)
给流stream指定一个缓冲区buf,大小为size,类型为type,type的值见下表
涉及终端设备是行缓存,否则是全缓存.
┌───┬───────────────────────────────┐
│type值│意义 │
├───┼───────────────────────────────┤
│_IOFBF│文件是完全缓冲区,当缓冲区是空时,下一个输入操作将企图填满整个缓│
│ │冲区.在输出时,在把任何数据写到文件之前,将完全填充缓冲区. │
│_IOLBF│文件是行缓冲区.当缓冲区为空时,下一个输入操作将仍然企图填整个缓│
│ │冲区.然而在输出时,每当新行符写到文件,缓冲区就被清洗掉. │
│_IONBF│文件是无缓冲的.buf和size参数是被忽略的.每个输入操作将直接从文 │
│ │件读,每个输出操作将立即把数据写到文件中. │
└───┴───────────────────────────────┘
int fclose(FILE *stream) 关闭一个流,可以是文件或设备(例如LPT1)
int fcloseall() 关闭所有除stdin或stdout外的流
int fflush(FILE *stream)
int fflushall()


-------------文件和目录--------------

int access(char *filename,int amode) 本函数检查文件filename并返回文件的属性,
函数将属性存于amode中,amode由以下位的组合构成
06可以读、写 04可以读 02可以写 01执行(忽略的) 00文件存在
如果filename是一个目录,函数将只确定目录是否存在
函数执行成功返回0,否则返回-1
int chmod(char *filename,int permiss) 本函数用于设定文件filename的属性
permiss可以为以下值
S_IWRITE允许写 S_IREAD允许读 S_IREAD|S_IWRITE允许读、写
char *_fullpath( char *absPath, const char *relPath, size_t maxLength );
char *_mktemp( char *template );
int remove( const char *path );
int rename( const char *oldname,const char *newname );
void _makepath(char *path,const char *drive,const char *dir,const char *fname,const char *ext );
void _splitpath(const char *path,char *drive,char *dir,char *fname,char *ext);
int _stat(const char *path,struct _stat *buffer);
int _umask( int pmode );
int _unlink( const char *filename );


目录函数,所在函数库为dir.h、dos.h
int chdir(char *path) 使指定的目录path(如:"C:\\WPS")变成当前的工作目录,成功返回0
int findfirst(char *pathname,struct ffblk *ffblk,int attrib)查找指定的文件,成功返回0
pathname为指定的目录名和文件名,如"C:\\WPS\\TXT"
ffblk为指定的保存文件信息的一个结构,定义如下:
┏━━━━━━━━━━━━━━━━━━┓
┃struct ffblk ┃
┃{ ┃
┃ char ff_reserved[21]; //DOS保留字 ┃
┃ char ff_attrib; //文件属性 ┃
┃ int ff_ftime; //文件时间 ┃
┃ int ff_fdate; //文件日期 ┃
┃ long ff_fsize; //文件长度 ┃
┃ char ff_name[13]; //文件名 ┃
┃} ┃
┗━━━━━━━━━━━━━━━━━━┛
attrib为文件属性,由以下字符代表
┏━━━━━━━━━┳━━━━━━━━┓
┃FA_RDONLY 只读文件┃FA_LABEL 卷标号┃
┃FA_HIDDEN 隐藏文件┃FA_DIREC 目录 ┃
┃FA_SYSTEM 系统文件┃FA_ARCH 档案 ┃
┗━━━━━━━━━┻━━━━━━━━┛
例:
struct ffblk ff;
findfirst("*.wps",&ff,FA_RDONLY);
int findnext(struct ffblk *ffblk) 取匹配finddirst的文件,成功返回0
void fumerge(char *path,char *drive,char *dir,char *name,char *ext)
此函数通过盘符drive(C:、A:等),路径dir(\TC、\BC\LIB等),
文件名name(TC、WPS等),扩展名ext(.EXE、.COM等)组成一个文件名
存与path中.
int fnsplit(char *path,char *drive,char *dir,char *name,char *ext)
此函数将文件名path分解成盘符drive(C:、A:等),路径dir(\TC、\BC\LIB等),
文件名name(TC、WPS等),扩展名ext(.EXE、.COM等),并分别存入相应的变量中.
int getcurdir(int drive,char *direc) 此函数返回指定驱动器的当前工作目录名称
drive 指定的驱动器(0=当前,1=A,2=B,3=C等)
direc 保存指定驱动器当前工作路径的变量 成功返回0
char *getcwd(char *buf,iint n) 此函数取当前工作目录并存入buf中,直到n个字节长为为止.错误返回NULL
int getdisk() 取当前正在使用的驱动器,返回一个整数(0=A,1=B,2=C等)
int setdisk(int drive) 设置要使用的驱动器drive(0=A,1=B,2=C等),返回可使用驱动器总数
int mkdir(char *pathname) 建立一个新的目录pathname,成功返回0
int rmdir(char *pathname) 删除一个目录pathname,成功返回0
char *mktemp(char *template) 构造一个当前目录上没有的文件名并存于template中
char *searchpath(char *pathname) 利用MSDOS找出文件filename所在路径,此函数使用DOS的PATH变量,未找到文件返回NULL

-------------高级I/O-----------------

[轉]C/C++中的日期和時間 time_t與struct tm轉換

http://csie-tw.blogspot.com/2008/10/cc-timetstruct-tm.html
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作者:吳文力

摘要:
本文從介紹基礎概念入手,探討了在C/C++中對日期和時間操作所用到的數據結構和函數,並對計時、時間的獲取、時間的計算和顯示格式等方面進行了闡述。本文還通過大量的實例向你展示了time.h頭文件中聲明的各種函數和數據結構的詳細使用方法。

關鍵字:UTC(世界標准時間),Calendar Time(日歷時間),epoch(時間點),clock tick(時鐘計時單元)


1.概念
在 C/C++中,對字符串的操作有很多值得注意的問題,同樣,C/C++對時間的操作也有許多值得大家注意的地方。最近,在技術群中有很多網友也多次問到過 C++語言中對時間的操作、獲取和顯示等等的問題。下面,在這篇文章中,筆者將主要介紹在C/C++中時間和日期的使用方法.

通過學習許多C/C++庫,你可以有很多操作、使用時間的方法。但在這之前你需要了解一些「時間」和「日期」的概念,主要有以下幾個:

Coordinated Universal Time(UTC):協調世界時,又稱為世界標准時間,也就是大家所熟知的格林威治標准時間(Greenwich Mean Time,GMT)。比如,中國內地的時間與UTC的時差為+8,也就是UTC+8。美國是UTC-5。

Calendar Time:日歷時間,是用「從一個標准時間點到此時的時間經過的秒數」來表示的時間。這個標准時間點對不同的編譯器來說會有所不同,但對一個編譯系統來說,這個標准時間點是不變的,該編譯系統中的時間對應的日歷時間都通過該標准時間點來衡量,所以可以說日歷時間是「相對時間」,但是無論你在哪一個時區,在同一時刻對同一個標准時間點來說,日歷時間都是一樣的。

epoch:時間點。時間點在標准C/C++中是一個整數,它用此時的時間和標准時間點相差的秒數(即日歷時間)來表示。

clock tick:時鐘計時單元(而不把它叫做時鐘滴答次數),一個時鐘計時單元的時間長短是由CPU控制的。一個clock tick不是CPU的一個時鐘周期,而是C/C++的一個基本計時單位。

我們可以使用ANSI標准庫中的time.h頭文件。這個頭文件中定義的時間和日期所使用的方法,無論是在結構定義,還是命名,都具有明顯的C語言風格。下面,我將說明在C/C++中怎樣使用日期的時間功能。

2. 計時

C/C++中的計時函數是clock(),而與其相關的數據類型是clock_t。在MSDN中,查得對clock函數定義如下:

clock_t clock( void );

這個函數返回從「開啟這個程序進程」到「程序中調用clock()函數」時之間的CPU時鐘計時單元(clock tick)數,在MSDN中稱之為掛鐘時間(wall-clock)。其中clock_t是用來保存時間的數據類型,在time.h文件中,我們可以找到對它的定義:

#ifndef _CLOCK_T_DEFINED
typedef long clock_t;
#define _CLOCK_T_DEFINED
#endif

很明顯,clock_t是一個長整形數。在time.h文件中,還定義了一個常量CLOCKS_PER_SEC,它用來表示一秒鐘會有多少個時鐘計時單元,其定義如下:

#define CLOCKS_PER_SEC ((clock_t)1000)

可以看到可以看到每過千分之一秒(1毫秒),調用clock()函數返回的值就加1。下面舉個例子,你可以使用公式clock()/CLOCKS_PER_SEC來計算一個進程自身的運行時間:

void elapsed_time()
{
printf("Elapsed time:%u secs.\n",clock()/CLOCKS_PER_SEC);
}

當然,你也可以用clock函數來計算你的機器運行一個循環或者處理其它事件到底花了多少時間:

#include 「stdio.h」
#include 「stdlib.h」
#include 「time.h」

int main( void )
{
long i = 10000000L;
clock_t start, finish;
double duration;
/* 測量一個事件持續的時間*/
printf( "Time to do %ld empty loops is ", i );
start = clock();
while( i-- ) ;
finish = clock();
duration = (double)(finish - start) / CLOCKS_PER_SEC;
printf( "%f seconds\n", duration );
system("pause");
}

在筆者的機器上,運行結果如下:

Time to do 10000000 empty loops is 0.03000 seconds

上面我們看到時鐘計時單元的長度為1毫秒,那麼計時的精度也為1毫秒,那麼我們可不可以通過改變CLOCKS_PER_SEC的定義,通過把它定義的大一些,從而使計時精度更高呢?通過嘗試,你會發現這樣是不行的。在標准C/C++中,最小的計時單位是一毫秒。

3.與日期和時間相關的數據結構

在標准C/C++中,我們可通過tm結構來獲得日期和時間,tm結構在time.h中的定義如下:

#ifndef _TM_DEFINED
struct tm {
int tm_sec; /* 秒 – 取值區間為[0,59] */
int tm_min; /* 分 - 取值區間為[0,59] */
int tm_hour; /* 時 - 取值區間為[0,23] */
int tm_mday; /* 一個月中的日期 - 取值區間為[1,31] */
int tm_mon; /* 月份(從一月開始,0代表一月) - 取值區間為[0,11] */
int tm_year; /* 年份,其值等於實際年份減去1900 */
int tm_wday; /* 星期 – 取值區間為[0,6],其中0代表星期天,1代表星期一,以此類推 */
int tm_yday; /* 從每年的1月1日開始的天數 – 取值區間為[0,365],其中0代表1月1日,1代表1月2日,以此類推 */
int tm_isdst; /* 夏令時標識符,實行夏令時的時候,tm_isdst為正。不實行夏令時的進候,tm_isdst為0;不了解情況時,tm_isdst()為負。*/
};
#define _TM_DEFINED
#endif

ANSI C標准稱使用tm結構的這種時間表示為分解時間(broken-down time)。

而日歷時間(Calendar Time)是通過time_t數據類型來表示的,用time_t表示的時間(日歷時間)是從一個時間點(例如:1970年1月1日0時0分0秒)到此時的秒數。在time.h中,我們也可以看到time_t是一個長整型數:

#ifndef _TIME_T_DEFINED
typedef long time_t; /* 時間值 */
#define _TIME_T_DEFINED /* 避免重復定義 time_t */
#endif

大家可能會產生疑問:既然time_t實際上是長整型,到未來的某一天,從一個時間點(一般是1970年1月1日0時0分0秒)到那時的秒數(即日歷時間)超出了長整形所能表示的數的范圍怎麼辦?對time_t數據類型的值來說,它所表示的時間不能晚於2038年1月18日19時14分07秒。為了能夠表示更久遠的時間,一些編譯器廠商引入了64位甚至更長的整形數來保存日歷時間。比如微軟在Visual C++中采用了__time64_t數據類型來保存日歷時間,並通過_time64()函數來獲得日歷時間(而不是通過使用32位字的time()函數),這樣就可以通過該數據類型保存3001年1月1日0時0分0秒(不包括該時間點)之前的時間。

在time.h頭文件中,我們還可以看到一些函數,它們都是以time_t為參數類型或返回值類型的函數:

double difftime(time_t time1, time_t time0);
time_t mktime(struct tm * timeptr);
time_t time(time_t * timer);
char * asctime(const struct tm * timeptr);
char * ctime(const time_t *timer);

此外,time.h還提供了兩種不同的函數將日歷時間(一個用time_t表示的整數)轉換為我們平時看到的把年月日時分秒分開顯示的時間格式tm:

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

通過查閱MSDN,我們可以知道Microsoft C/C++ 7.0中時間點的值(time_t對象的值)是從1899年12月31日0時0分0秒到該時間點所經過的秒數,而其它各種版本的Microsoft C/C++和所有不同版本的Visual C++都是計算的從1970年1月1日0時0分0秒到該時間點所經過的秒數。

4.與日期和時間相關的函數及應用
在本節,我將向大家展示怎樣利用time.h中聲明的函數對時間進行操作。這些操作包括取當前時間、算時間間隔、以不同的形式顯示時間等內容。

4.1 獲得日歷時間

我們可以通過time()函數來獲得日歷時間(Calendar Time),其原型為:

time_t time(time_t * timer);

如果你已經聲明了參數timer,你可以從參數timer返回現在的日歷時間,同時也可以通過返回值返回現在的日歷時間,即從一個時間點(例如:1970年 1月1日0時0分0秒)到現在此時的秒數。如果參數為空(NULL),函數將只通過返回值返回現在的日歷時間,比如下面這個例子用來顯示當前的日歷時間:

#include "time.h"
#include "stdio.h"
int main(void)
{
struct tm *ptr;
time_t lt;
lt =time(NULL);
printf("The Calendar Time now is %d\n",lt);
return 0;
}

運行的結果與當時的時間有關,我當時運行的結果是:

The Calendar Time now is 1122707619

其中1122707619就是我運行程序時的日歷時間。即從1970年1月1日0時0分0秒到此時的秒數。

4.2 獲得日期和時間

這裡說的日期和時間就是我們平時所說的年、月、日、時、分、秒等信息。從第2節我們已經知道這些信息都保存在一個名為tm的結構體中,那麼如何將一個日歷時間保存為一個tm結構的對象呢?

其中可以使用的函數是gmtime()和localtime(),這兩個函數的原型為:

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

其中gmtime()函數是將日歷時間轉化為世界標准時間(即格林尼治時間),並返回一個tm結構體來保存這個時間,而localtime()函數是將日歷時間轉化為本地時間。比如現在用gmtime()函數獲得的世界標准時間是2005年7月30日7點18分20秒,那麼我用localtime()函數在中國地區獲得的本地時間會比時間標准時間晚8個小時,即2005年7月30日15點18分20秒。下面是個例子:

#include "time.h"
#include "stdio.h"
int main(void)
{
struct tm *local;
time_t t;
t=time(NULL);
local=localtime(&t);
printf("Local hour is: %d\n",local->tm_hour);
local=gmtime(&t);
printf("UTC hour is: %d\n",local->tm_hour);
return 0;
}

運行結果是:

Local hour is: 15
UTC hour is: 7

4.3 固定的時間格式

我們可以通過asctime()函數和ctime()函數將時間以固定的格式顯示出來,兩者的返回值都是char*型的字符串。返回的時間格式為:

星期幾 月份 日期 時:分:秒 年\n\0
例如:Wed Jan 02 02:03:55 1980\n\0

其中\n是一個換行符,\0是一個空字符,表示字符串結束。下面是兩個函數的原型:

char * asctime(const struct tm * timeptr);
char * ctime(const time_t *timer);

其中asctime()函數是通過tm結構來生成具有固定格式的保存時間信息的字符串,而ctime()是通過日歷時間來生成時間字符串。這樣的話,asctime()函數只是把tm結構對象中的各個域填到時間字符串的相應位置就行了,而ctime()函數需要先參照本地的時間設置,把日歷時間轉化為本地時間,然後再生成格式化後的字符串。在下面,如果lt是一個非空的time_t變量的話,那麼:

printf(ctime(<));

等價於:

struct tm *ptr;
ptr=localtime(<);
printf(asctime(ptr));

那麼,下面這個程序的兩條printf語句輸出的結果就是不同的了(除非你將本地時區設為世界標准時間所在的時區):

#include "time.h"
#include "stdio.h"
int main(void)
{
struct tm *ptr;
time_t lt;
lt =time(NULL);
ptr=gmtime(<);
printf(asctime(ptr));
printf(ctime(<));
return 0;
}

運行結果:

Sat Jul 30 08:43:03 2005
Sat Jul 30 16:43:03 2005

4.4 自定義時間格式

我們可以使用strftime()函數將時間格式化為我們想要的格式。它的原型如下:

size_t strftime(
char *strDest,
size_t maxsize,
const char *format,
const struct tm *timeptr
);

我們可以根據format指向字符串中格式命令把timeptr中保存的時間信息放在strDest指向的字符串中,最多向strDest中存放maxsize個字符。該函數返回向strDest指向的字符串中放置的字符數。

函數strftime()的操作有些類似於sprintf():識別以百分號(%)開始的格式命令集合,格式化輸出結果放在一個字符串中。格式化命令說明串 strDest中各種日期和時間信息的確切表示方法。格式串中的其他字符原樣放進串中。格式命令列在下面,它們是區分大小寫的。

%a 星期幾的簡寫
%A 星期幾的全稱
%b 月分的簡寫
%B 月份的全稱
%c 標准的日期的時間串
%C 年份的後兩位數字
%d 十進制表示的每月的第幾天
%D 月/天/年
%e 在兩字符域中,十進制表示的每月的第幾天
%F 年-月-日
%g 年份的後兩位數字,使用基於周的年
%G 年分,使用基於周的年
%h 簡寫的月份名
%H 24小時制的小時
%I 12小時制的小時
%j 十進制表示的每年的第幾天
%m 十進制表示的月份
%M 十時制表示的分鐘數
%n 新行符
%p 本地的AM或PM的等價顯示
%r 12小時的時間
%R 顯示小時和分鐘:hh:mm
%S 十進制的秒數
%t 水平制表符
%T 顯示時分秒:hh:mm:ss
%u 每周的第幾天,星期一為第一天 (值從0到6,星期一為0)
%U 第年的第幾周,把星期日做為第一天(值從0到53)
%V 每年的第幾周,使用基於周的年
%w 十進制表示的星期幾(值從0到6,星期天為0)
%W 每年的第幾周,把星期一做為第一天(值從0到53)
%x 標准的日期串
%X 標准的時間串
%y 不帶世紀的十進制年份(值從0到99)
%Y 帶世紀部分的十制年份
%z,%Z 時區名稱,如果不能得到時區名稱則返回空字符。
%% 百分號

如果想顯示現在是幾點了,並以12小時制顯示,就象下面這段程序:

#include 「time.h」
#include 「stdio.h」
int main(void)
{
struct tm *ptr;
time_t lt;
char str[80];
lt=time(NULL);
ptr=localtime(<);
strftime(str,100,"It is now %I %p",ptr);
printf(str);
return 0;
}

其運行結果為:
It is now 4PM

而下面的程序則顯示當前的完整日期:

#include
#include

void main( void )
{
struct tm *newtime;
char tmpbuf[128];
time_t lt1;
time( <1 );
newtime=localtime(<1);
strftime( tmpbuf, 128, "Today is %A, day %d of %B in the year %Y.\n", newtime);
printf(tmpbuf);
}

運行結果:

Today is Saturday, day 30 of July in the year 2005.

4.5 計算持續的時間長度

有時候在實際應用中要計算一個事件持續的時間長度,比如計算打字速度。在第1節計時部分中,我已經用clock函數舉了一個例子。Clock()函數可以精確到毫秒級。同時,我們也可以使用difftime()函數,但它只能精確到秒。該函數的定義如下:

double difftime(time_t time1, time_t time0);

雖然該函數返回的以秒計算的時間間隔是double類型的,但這並不說明該時間具有同double一樣的精確度,這是由它的參數覺得的(time_t是以秒為單位計算的)。比如下面一段程序:

#include 「time.h」
#include 「stdio.h」
#include 「stdlib.h」
int main(void)
{
time_t start,end;
start = time(NULL);
system("pause");
end = time(NULL);
printf("The pause used %f seconds.\n",difftime(end,start));//<-
system("pause");
return 0;
}

運行結果為:
請按任意鍵繼續. . .
The pause used 2.000000 seconds.
請按任意鍵繼續. . .

可以想像,暫停的時間並不那麼巧是整整2秒鐘。其實,你將上面程序的帶有「//<-」注釋的一行用下面的一行代碼替換:

printf("The pause used %f seconds.\n",end-start);

其運行結果是一樣的。

4.6 分解時間轉化為日歷時間

這裡說的分解時間就是以年、月、日、時、分、秒等分量保存的時間結構,在C/C++中是tm結構。我們可以使用mktime()函數將用tm結構表示的時間轉化為日歷時間。其函數原型如下:

time_t mktime(struct tm * timeptr);

其返回值就是轉化後的日歷時間。這樣我們就可以先制定一個分解時間,然後對這個時間進行操作了,下面的例子可以計算出1997年7月1日是星期幾:

#include "time.h"
#include "stdio.h"
#include "stdlib.h"
int main(void)
{
struct tm t;
time_t t_of_day;
t.tm_year=1997-1900;
t.tm_mon=6;
t.tm_mday=1;
t.tm_hour=0;
t.tm_min=0;
t.tm_sec=1;
t.tm_isdst=0;
t_of_day=mktime(&t);
printf(ctime(&t_of_day));
return 0;
}

運行結果:

Tue Jul 01 00:00:01 1997

現在注意了,有了mktime()函數,是不是我們可以操作現在之前的任何時間呢?你可以通過這種辦法算出1945年8月15號是星期幾嗎?答案是否定的。因為這個時間在1970年1月1日之前,所以在大多數編譯器中,這樣的程序雖然可以編譯通過,但運行時會異常終止。

5.總結

本文介紹了標准C/C++中的有關日期和時間的概念,並通過各種實例講述了這些函數和數據結構的使用方法。筆者認為,和時間相關的一些概念是相當重要的,理解這些概念是理解各種時間格式的轉換的基礎,更是應用這些函數和數據結構的基礎。

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