C语言计时函数

time()函数与time_t类型

头文件：time.h

函数签名：time_t time( time_t *arg )

说明：返回当前计算机纪元时间，并将其存储在arg指向的time_t类型中。所以可以time_t result = time(NULL)，也可以time(&result)。

计算机纪元时间：C语言和Unix创造并诞生于1970年，所以计算机以1970年1月1日作为纪元开始时间。

C语言标准并没有指定time_t类型的编码方式，但大多数遵循POSIX标准系统的time_t一般是32位有符号整数实现，以秒为最小单位，从1970年1月1日开始计数，所以能表示到2038年。

VS2017中有如下定义：

#ifndef _CRT_NO_TIME_T    #ifdef _USE_32BIT_TIME_T        typedef __time32_t time_t;    #else        typedef __time64_t time_t;    #endif#endif...#ifdef _USE_32BIT_TIME_T    ...        static __inline time_t __CRTDECL time(        _Out_opt_ time_t* const _Time        )    {        return _time32(_Time);    }    ...#else    ...    static __inline time_t __CRTDECL time(        _Out_opt_ time_t* const _Time        )    {        return _time64(_Time);    }    ...#endif

因为time_t类型编码不能确定，所以尽量不要用t1-t2方式计算两个time_t之间的时间间隔，而应该用double difftime( time_t time_end, time_t time_beg );函数计算时间间隔。

扩展：time_t表示计算机纪元时间，struct tm表示标准日历时间。

struct tm定义如下：

struct tm{    int tm_sec;   // seconds after the minute - [0, 60] including leap second    int tm_min;   // minutes after the hour - [0, 59]    int tm_hour;  // hours since midnight - [0, 23]    int tm_mday;  // day of the month - [1, 31]    int tm_mon;   // months since January - [0, 11]    int tm_year;  // years since 1900    int tm_wday;  // days since Sunday - [0, 6]    int tm_yday;  // days since January 1 - [0, 365]    int tm_isdst; // daylight savings time flag};

time_t可以和struct tm格式的时间进行互相转换：

• struct tm *gmtime( const time_t *time )：从time_t转成struct tm，但该函数C11标准中才定义的。
• time_t mktime( struct tm *time )：从struct tm转成time_t。

示例：

    time_t start, end;    start = time(NULL);    _sleep(1000);    end = time(NULL);    printf("start time: %s\n", ctime(&start));    printf("end time: %s\n", ctime(&end));    printf("duration: %lf\n", difftime(end, start));

运行结果：

start time: Fri Jul 28 09:48:25 2017end time: Fri Jul 28 09:48:26 2017duration: 1.000000

总结：C标准库中的函数，可移植性最好，性能也很稳定，但精度太低，只能精确到秒，对于一般的事件计时还算够用，而对运算时间的计时就明显不够用了。

clock()函数与clock_t类型

头文件：time.h

函数签名：clock_t clock(void)

说明：该函数返回值是硬件滴答数（未加工的程序启动时开始经过的处理器时间），只有计算调用两次clock的返回值才有意义，要换算成秒，需要除以CLOCKS_PER_SEC（每秒中的滴答数），VC中定义如下：

#define CLOCKS_PER_SEC  ((clock_t)1000)

当CPU被多个进程共享，clock返回值可能慢于真实时钟，而如果一个进程内有多个线程或者多核处理，clock返回值可能快于真实时钟。

注意：在32位机器上clock_t为32bit，所以clock_t在2147483648(2147秒或36分)后会回滚(即小于零)。

示例：

示例1

    clock_t start, end;    start = clock();    _sleep(1234);    end = clock();    double duration = ((double)end - start) / CLOCKS_PER_SEC;    printf("%f second", duration);

运行结果：

1.234000 second

示例二：

    clock_t start, end;    start = clock();    _sleep(1234);    end = clock();    int duration = end - start;    printf("%d millisecond", duration);

运行结果：

1234 millisecond

总结：可以精确到毫秒，适合一般场合的使用。

timespec_get()函数与timespec类型

头文件：time.h

函数签名：int timespec_get( struct timespec *ts, int base) （since C11）

说明：以base为基底，将当前计算机纪元时间填充到ts地址中。

timespec结构体定义如下：

    struct timespec    {        time_t tv_sec;  // Seconds - >= 0        long   tv_nsec; // Nanoseconds - [0, 999999999]    };

timespec精度是纳秒级。

C11标准中定义TIME_UTC为通用协调时间，并推荐使用TIME_UTC作为base基底。

示例：

    struct timespec start, end;    timespec_get(&start, TIME_UTC);    _sleep(1234);    timespec_get(&end, TIME_UTC);    char buffer[128];    strftime(buffer, sizeof(buffer), "%Y/%m/%d %T", gmtime(&start.tv_sec));    printf("start time: %s.%ld\n", buffer, start.tv_nsec);    strftime(buffer, sizeof(buffer), "%Y/%m/%d %T", gmtime(&end.tv_sec));    printf("end time: %s.%ld\n", buffer, end.tv_nsec);    time_t d_sec = end.tv_sec - start.tv_sec;    long d_nsec = end.tv_nsec - start.tv_nsec;    long duration = d_sec*1E9 + d_nsec;    printf("duration: %ld nanosecond\n", duration);

运行结果：

start time: 2017/07/28 04:34:26.577550200end time: 2017/07/28 04:34:27.811685800duration: 1234135600 nanosecond

总结：C11标准库函数，跨平台特性好，精度能达到纳秒级，但是需要编译器支持C11。

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以上是C语言标准库提供的函数，跨平台特性较好，下面的几个是特定平台的API，所以视情况使用。

timeGetTime()函数

头文件：timeapi.h（Windows.h中已经包括该头文件）

函数签名：DWORD timeGetTime(void)

库：Winmm.lib；Dll：Winmm.dll

说明：返回系统时间，以毫秒为单位。

timeGetTime函数返回值是一个DWORD(32bit)，会在0到232之间循环，大约49.71天。如果使用这个返回值作为控制语句的条件可能会出现问题，所以建议使用这个函数计算两个时间点之间的间隔。

timeGetTime函数的默认精度可以达到5毫秒或者更多，这个精度依赖于机器。可以使用timeBeginPeriod和timeEndPeriod函数增加timeGetTime的精度。timeGetTime返回的两个连续值之间的最小间隔可以和timeBeginPeriod和timeEndPeriod设置的最小周期一样大。

timeGetSystemTime与timeGetTime的区别：

timeGetTime以DWORD存储时间

timeGetSystemTime以MMTIME结构体存储时间

示例：

示例一：

#include<Windows.h>#pragma comment(lib,"Winmm.lib")int main() {    DWORD start, end;    start = timeGetTime();    Sleep(1234);    end = timeGetTime();    printf("%d\n", end - start);}

运行结果：

1235

示例二：

#include<Windows.h>#pragma comment(lib,"Winmm.lib")int main() {    DWORD start, end;    timeBeginPeriod(1);    start = timeGetTime();    Sleep(1234);    end = timeGetTime();    timeEndPeriod(1);    printf("%d\n", end - start);}

运行结果：

1234

GetTickCount函数

头文件：Winbase.h（Windows.h中已经包括该头文件）

函数签名：DWORD WINAPI GetTickCount(void);

库：Kernel32.lib；Dll：Kernel32.dll

说明：返回系统启动后的时间，单位为毫秒。

GetTickCount功能只限于系统定时器，精度在10毫秒到16毫秒之间。GetTickCount的精度不受GetSystemTimeAdjustment函数影响。

该函数以DWORD(32bit)存储时间，如果系统连续运行49.7天，将会循环到0，为避免这个影响，建议使用GetTickCount64函数

示例：

#include<Windows.h>int main() {    DWORD start, end;    start = GetTickCount();    Sleep(1234);    end = GetTickCount();    printf("%d\n", end - start);}

运行结果：

1234

QueryPerformanceCounter()、QueryPerformanceFrequency()高精度时间

头文件：Winbase.h (Windows.h中已经包括该头文件)

函数签名：

• BOOL WINAPI QueryPerformanceCounter(_Out_ LARGE_INTEGER *lpPerformanceCount);

• BOOL WINAPI QueryPerformanceFrequency(_Out_ LARGE_INTEGER *lpFrequency);

库：Kernel32.lib；Dll：Kernel32.dll

说明：QueryPerformanceFrequency获取CPU时钟频率；QueryPerformanceCounter获取CPU时钟计数器的当前值。通过这两个函数可以计算两点之间的时间间隔，精度为微妙级别。

LARGE_INTEGER定义如下：

typedef union _LARGE_INTEGER {    struct {        DWORD LowPart;        LONG HighPart;    } DUMMYSTRUCTNAME;    struct {        DWORD LowPart;        LONG HighPart;    } u;    LONGLONG QuadPart;} LARGE_INTEGER;

示例：

#include<Windows.h>DWORD64 ObtainCurrentTime() {    LARGE_INTEGER num;    QueryPerformanceCounter(&num);    return num.QuadPart;}DOUBLE ComputeDuration(DWORD64 end, DWORD64 start) {    LARGE_INTEGER frequency;    QueryPerformanceFrequency(&frequency);    return (DOUBLE)(end - start) / frequency.QuadPart;}int main() {    DWORD64 start, end;    start = ObtainCurrentTime();    Sleep(1234);    end = ObtainCurrentTime();    DOUBLE duration = ComputeDuration(end, start);    printf("%lf microsecond", duration);}

运行结果：

1.234634 microsecond

更多方法可以参考http://blog.csdn.net/fz_ywj/article/details/8109368

参考链接：

• C Reference：http://en.cppreference.com/w/c/chrono
• MSDN-多媒体定时器：https://msdn.microsoft.com/en-us/library/windows/desktop/dd743612(v=vs.85).aspx
• MSDN-高精度定时器：https://msdn.microsoft.com/en-us/library/windows/desktop/ms644900(v=vs.85).aspx
• MSDN-Windows时间：https://msdn.microsoft.com/en-us/library/windows/desktop/ms725496(v=vs.85).aspx
• MSDN-时间相关函数：https://msdn.microsoft.com/en-us/library/windows/desktop/ms725473(v=vs.85).aspx
• CSDN-常用计时方法总结：http://blog.csdn.net/fz_ywj/article/details/8109368