Skip to content

X Date and Time Utilities

编译期有理数 std::ratio

std::ratio 是编译期有理数，需要传入两个参数分别表示分子和分母。std::ratio<> 是类模板，不是普通的类，实例化之后也只是一个具体的类，是类型而不是对象。对于分子和分母，会进行最简化，其中分母一定是整数，分子会根据实际情况调整符号。

num den 这两个变量表示分子和分母。ratio_add ratio_subtract ratio_multiply ratio_divide 返回的也是具体的 std::ratio<> 的类型。ratio_equal ratio_not_equal ratio_less ratio_less_equal ratio_greater ratio_greater_equal 用于比较，由于是比较两个类型，因为返回类型是 std::bool_constant 这种新类型，是 std::integral_constant 的具体类型，std::bool_constant<true> 是 integral_constant<bool, true>。通过 ::value 获取值。

标准库定义了一系列常量。 

using yocto = ratio<1, 1'000'000'000'000'000'000'000'000>;
using zepto = ratio<1, 1'000'000'000'000'000'000'000>;
using atto = ratio<1, 1'000'000'000'000'000'000>;
using femto = ratio<1, 1'000'000'000'000'000>;
using pico = ratio<1, 1'000'000'000'000>;
using nano = ratio<1, 1'000'000'000>;
using micro = ratio<1, 1'000'000>;
using milli = ratio<1, 1'000>;
using centi = ratio<1, 100>;
using deci = ratio<1, 10>;
using deca = ratio<10, 1>;
using hecto = ratio<100, 1>;
using kilo = ratio<1'000, 1>;
using mega = ratio<1'000'000, 1>;
using giga = ratio<1'000'000'000, 1>;
using tera = ratio<1'000'000'000'000, 1>;
using peta = ratio<1'000'000'000'000'000, 1>;
using exa = ratio<1'000'000'000'000'000'000, 1>;
using zetta = ratio<1'000'000'000'000'000'000'000, 1>;
using yotta = ratio<1'000'000'000'000'000'000'000'000, 1>;

持续时间 duration

std::chrono 命名空间下提供类 duration 表示持续时间，这也是一个类模板，第一个参数是 duration 存储周期个数的类型，第二个参数是周期类型，默认值是 class Period = ratio<1> 表示一秒。

duration 支持加减乘除模运算等。count() 返回有多少个周期，zero() 表示 duration 是否为零，min() man() 返回支持的最小和最大的周期数。还支持 floor() ceil() round() abs()。

duration 支持不同类型之间的转化，但是有些许限制，主要原因是周期类型，可以向更精确的方向转化而不能反之，除非显式使用 duration_cast。

标准库定义了如下预定义类型。 

using nanoseconds = duration<X 64 bits, nano>;
using microseconds = duration<X 55 bits, micro>;
using milliseconds = duration<X 45 bits, milli>;
using seconds = duration<X 35 bits>;
using minutes = duration<X 29 bits, ratio<60>>;
using hours = duration<X 23 bits, ratio<3'600>>;
using days = duration<X 25 bits, ratio_multiply<ratio<24>, hours::period>>;
using weeks = duration<X 22 bits, ratio_multiply<ratio<7>, days::period>>;
using years = duration<X 17 bits, ratio_multiply<ratio<146'097, 400>, days::period>>;
using months = duration<X 20 bits, ratio_divide<years::period, ratio<12>>>;
其中 X 依赖于编译器，它是有符号整数，保证有足够的 bits 数。

h min s ms us ns 是常量后缀。

hh_mm_ss 也是一个模板类，可以将一个 duration 切分成 hours() minutes() seconds() subseconds() 几个部分。is_negative() true 的话表示 duration 是负数。

时钟 clock

标准库提供了多种时钟，不过常用的是 1） system_clock，表示 UTC 系统时间，是挂钟时钟时间；2）steady_clock 与真实时间无关，确保递增，用于测量持续时间。

静态函数 now() 返回当前时间，is_steady() 表示时钟是否稳定递增。system_clock 还有两个函数可以方便地与 C 风格 time_t 交互，分别是 from_time_t() to_time_t()。

high_resolution_clock 是 system_clock steady_clock 之一，依赖于编译器。

时间点 time_point

std::time_point<Clock, Duration = typename Clock::duration> 是一个模板类，表示从对应 clock 的 epoch 开始的 duration。一个时间点和持续时间进行加减运算相当合理，但是两个时间点相加没有意义，因此不支持。