時間工具程序 · C++11 FAQ 中文版

# 時間工具程序在編寫程序時，我們常常需要定時執行一些任務。例如，標準庫mutexes和locks提供了的一些選項就需要這一定時功能：線程等待一段時間(duration)或者等到某一給定時刻(time_point)。如果你需要得到當前時刻，你可以調用system_clock、monotonic_clock、high_resolution_clock中任何一個時鐘的now()方法。例如： ``` monotonic_clock::time_point t = monotonic_clock::now(); // 執行一些代碼 monotonic_clock::duration d = monotonic_clock::now() – t; // 一些需要d個單位時間的任務 ``` 在上面例子中，一個時鐘返回一個time_point和一個duration。其中duration是該時鐘它返回的兩個time_point的差值。如果你對細節不感興趣，你可以使用auto類型。 ``` auto t = monotonic_clock::now(); // 執行一些代碼 auto d = monotonic_clock::now() – t; // 一些需要d個單位時間的任務 ``` 這里提供的時間工具是為了高效支持系統內部的應用。它們不會提供便捷的工具來幫助你維護你的社交日歷。事實上，這些時間工具源自于高能物理對時間度量的高精度要求。為了能夠表達所有的時間尺度（比如世紀和皮秒），同時避免單位、打字排版以及舍入時的混淆，使用編譯時的有理數包來表示duration和time_point。一個duration由兩部分組成：一個數字時鐘”tick”（滴答）和能夠表示一個tick期望(一秒還是一毫秒？)的事物（一個period）。這里的period是duration類型的一部分。下面的表格摘自標準頭文件中，它定義了國際單位系統中的period。這或許會幫助你明白它們的使用范圍。 ``` // 為方便起見，對國際單位做的typedef: typedef ratio<1, 1000000000000000000000000> yocto; // 有條件的支持 typedef ratio<1, 1000000000000000000000> zepto; // 有條件的支持 typedef ratio<1, 1000000000000000000> atto; typedef ratio<1, 1000000000000000> femto; typedef ratio<1, 1000000000000> pico; typedef ratio<1, 1000000000> nano; typedef ratio<1, 1000000> micro; typedef ratio<1, 1000> milli; typedef ratio<1, 100> centi; typedef ratio<1, 10> deci; typedef ratio< 10, 1> deca; typedef ratio< 100, 1> hecto; typedef ratio< 1000, 1> kilo; typedef ratio< 1000000, 1> mega; typedef ratio< 1000000000, 1> giga; typedef ratio< 1000000000000, 1> tera; typedef ratio< 1000000000000000, 1> peta; typedef ratio< 1000000000000000000, 1> exa; typedef ratio< 1000000000000000000000, 1> zetta; //有條件的支持 typedef ratio<1000000000000000000000000, 1> yotta; //有條件的支持 ``` 編譯時有理數提供的常用算術操作符(`+`, `-`, `*`, and `/`)和比較操作符 (`==`, `!=`, `<` , `<=`, `>`, `>=`)適用于合理的duration和time_point組合（比如你不能對兩個time_point進行加法運算）。系統會對這些運算進行溢出以及除數為0的檢查。由于這是編譯時的工具，所以不用擔心它在的運行時的性能。另外，你還可以使用++、–、+=、-=以及/=來操作duration，同時可以使用tp+=d和tp-=d來操作time_point tp和duration d。下面是一些使用定義在中的duration類型的例子： ``` microseconds mms = 12345; milliseconds ms = 123; seconds s = 10; minutes m = 30; hours h = 34; auto x = std::chrono::hours(3); // 顯式使用命名空間 auto x = hours(2)+minutes(35)+seconds(9); // 假設合適的”using” ``` 你不能用一個分數來初始化duration。比如，不要用2.5秒，而應該用2500毫秒。這是因為duration被解釋為若干個tick，而每個tick表示一個duration時間段的單位，比如上面例子中所定義的milli和kilo。所以必須用整數來初始化。Duration的默認單位是秒。也就是說，時間段為1的tick被解釋為1秒。在程序中，我們也可以指明duration的單位。 ``` duration d0 = 5; // 秒 (默認值) duration d1 = 99; // 千秒 duration > d2 = 100; // d1和d2的類型相同 ``` 如果我們想利用duration來做一些事（比如打印出這個duration的值），那么我們必須給出它的單位。如：分鐘或者微妙。例如： ``` auto t = monotonic_clock::now(); // 執行一些代碼 nanoseconds d = monotonic_clock::now() – t; // 我們希望結果的單位是納秒 cout << “something took ” << d << “nanosecondsn”; ``` 或者，我們可以將duration轉換成一個浮點數 ``` auto t = monotonic_clock::now(); //執行一些代碼 auto d = monotonic_clock::now() – t; cout << “something took ” << duration(d).count() << “secondsn”; ``` 這里的count()返回tick的數量。同時可參考： * Standard: 20.9 Time utilities [time] * Howard E. Hinnant, Walter E. Brown, Jeff Garland, and Marc Paterno: [A Foundation to Sleep On.](http://www.open-std.org/jtc1/sc22/wg21/docs/papers/2008/n2661.htm) [N2661=08-0171.](http://www.open-std.org/jtc1/sc22/wg21/docs/papers/2008/n2661.htm) [Including “A Brief History of Time” (With apologies to Stephen Hawking).](http://www.open-std.org/jtc1/sc22/wg21/docs/papers/2008/n2661.htm) [](http://www.open-std.org/jtc1/sc22/wg21/docs/papers/2008/n2661.htm) (翻譯：Yibo Zhu)