<chrono> 是否允许具有运行时可变比率的持续时间？

Question

我刚刚在<chrono> 上观看了Howard Hinnant's talk，似乎虽然您可以创建自定义durations，但它们在编译时需要一个固定的比率。他举的例子是：

using frames = duration<int32_t,ratio<1,60>>;

这会创建一个名为frames 的duration，其比率为 1 到 60。（换句话说，视频帧速率为每秒 60 帧）。

但是，如果我想创建一个具有可在运行时更改的可变比率的 duration，该怎么办？

假设我想制作具有用户可配置每分钟节拍的音乐软件。我想做这样的事情：

uint32_t nTempo {120};

using beats = duration<int32_t,ratio<1,nTempo>>;

while(running){
   // The user is turning an encoder that changes the ratio between beats and minutes.
   nTempo = ReadBPMEncoderValue();
   // Calculate the number of beats in 45 seconds plus 4 beats,
   // based on the current tempo:
   beats x = 45s + beats{4};
}

有没有办法从<chrono> 获得这个功能？我需要编写自定义扩展吗？还是有更好的方法？

Answer 1

duration 和 ratio 旨在解决的问题特定于编译时概念。具体来说，如果您有一个以秒为单位的函数，您如何防止人们以纳秒为单位调用它？或者更好的是，您如何使该调用自动执行正确的操作？

API 通常只是一个整数，调用者只需提供一个整数。双方都必须记住该整数的含义，并且永远不要弄错。

duration 和ratio 通过在类型本身中编码时间单位来解决这个问题。如果您的函数需要以秒为单位的时间，则需要 duration<integer_type, seconds>。它就在那里，明确地写出来让每个人都可以看到。此外，裸整数不能隐式转换为duration；如果您想转换它，用户必须指定该持续时间的单位。这迫使他们思考这次的实际意义。

最后，duration 可以隐式地从一个单位转换为另一个单位，前提是这种转换不会丢失精度。所以如果一个 API 需要纳秒，我可以通过一秒的时间就好了。

所有这些都是编译时问题和解决方案。 ratio 不适用于运行时转换。所以你需要创建一个类型来做你想做的事情。而且它无法完成 ratio 所做的编译时操作。