这是一个需要 C++11 或更高版本的跨平台解决方案,以及一个free, open-source, header-only date library。当您的供应商为您提供 C++20 时,您可以放弃 date library,因为它已合并到 C++20 <chrono>。
实际上,通过<chrono> 从time_t 转换为UTC tm 比使用C API 更容易。在每个平台上确实存在各种扩展来执行此操作,但扩展具有不同的语法。此解决方案在所有平台上具有统一的语法。
在 C++11 中,尽管未指定,但 time_t 和 std::chrono::system_clock 都跟踪 Unix Time 是事实上的标准,尽管精度不同。在 C++20 中,这是为 std::chrono::system_clock 指定的。对于time_t,事实上的精度是seconds。可以利用这一知识在 C API 和 C++ <chrono> API 之间创建极其高效的转换。
第 1 步:将time_t 转换为chrono::time_point
这非常简单有效:
date::sys_seconds
to_chrono(std::time_t t)
{
using namespace date;
using namespace std::chrono;
return sys_seconds{seconds{t}};
}
date::sys_seconds 只是一个类型别名:
std::chrono::time_point<std::chrono::system_clock, std::chrono::seconds>
即time_point 基于 system_clock 但具有 seconds 精度。
此函数所做的只是将类型从time_t 更改为seconds,然后再更改为time_point。没有进行实际计算。这是to_chrono的优化clang编译:
.globl __Z9to_chronol ## -- Begin function _Z9to_chronol
.p2align 4, 0x90
__Z9to_chronol: ## @_Z9to_chronol
.cfi_startproc
## %bb.0:
pushq %rbp
.cfi_def_cfa_offset 16
.cfi_offset %rbp, -16
movq %rsp, %rbp
.cfi_def_cfa_register %rbp
movq %rdi, %rax
popq %rbp
retq
.cfi_endproc
所有这些都是函数调用的样板。如果你内联这个,即使那个也会消失。
此外,只需删除 using namespace date 并将 date::sys_seconds 更改为 std::chrono::sys_seconds,此函数将移植到 C++20。
第2步:将sys_seconds转换为tm
这是计算发生的地方:
std::tm
to_tm(date::sys_seconds tp)
{
using namespace date;
using namespace std::chrono;
auto td = floor<days>(tp);
year_month_day ymd = td;
hh_mm_ss<seconds> tod{tp - td}; // <seconds> can be omitted in C++17
tm t{};
t.tm_sec = tod.seconds().count();
t.tm_min = tod.minutes().count();
t.tm_hour = tod.hours().count();
t.tm_mday = unsigned{ymd.day()};
t.tm_mon = (ymd.month() - January).count();
t.tm_year = (ymd.year() - 1900_y).count();
t.tm_wday = weekday{td}.c_encoding();
t.tm_yday = (td - sys_days{ymd.year()/January/1}).count();
t.tm_isdst = 0;
return t;
}
所有的计算都发生在前三行:
auto td = floor<days>(tp);
year_month_day ymd = td;
hh_mm_ss<seconds> tod{tp - td}; // <seconds> can be omitted in C++17
然后函数的其余部分只是提取字段来填写tm 成员。
auto td = floor<days>(tp);
上面的第一行只是将time_point 的精度从seconds 截断到days,向下舍入到负无穷大(即使是1970-01-01 纪元之前的time_points)。这只不过是除以 86400。
year_month_day ymd = td;
上面的第二行计算自纪元以来的天数,并将其转换为{year, month, day} 数据结构。这是大部分计算发生的地方。
hh_mm_ss<seconds> tod{tp - td}; // <seconds> can be omitted in C++17
上面的第三行从秒精度time_point 中减去天精度time_point,得到自UTC 午夜以来的std::chrono::seconds 持续时间。然后将这个持续时间分解为{hours, minutes, seconds} 数据结构(hh_mm_ss 类型)。在 C++17 中,这一行可以选择简化为:
hh_mm_ss tod{tp - td}; // <seconds> can be omitted in C++17
现在to_tm简单的提取字段,根据C API填写tm。
int tm_sec; // seconds after the minute -- [0, 60]
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 Saving Time flag
首先将 tm 初始化为零很重要,因为不同的平台有额外的 tm 数据成员作为扩展,最好给定值 0。
tm t{};
对于小时、分钟和秒,只需从tod 中提取适当的chrono::duration,然后使用.count() 成员函数提取整数值:
t.tm_sec = tod.seconds().count();
t.tm_min = tod.minutes().count();
t.tm_hour = tod.hours().count();
day 显式转换为 unsigned,这是 C API 不会给 tm 数据成员带来意外偏差的少数几个地方之一:
t.tm_mday = unsigned{ymd.day()};
tm_mon 被定义为“自一月以来的几个月”,因此必须考虑偏差。可以从month 中减去January,得到monthsduration。这是一个chrono::duration,可以用.count()成员函数提取整数值:
t.tm_mon = (ymd.month() - January).count();
同样,tm_year 是自 1900 年以来的年份:
t.tm_year = (ymd.year() - 1900_y).count();
可以使用转换语法将天精度 time_point (td) 转换为 weekday,然后 weekday 具有成员函数 .c_encoding() 以提取与 C API 匹配的整数值:自周日以来的天数 - [0, 6]。或者,如果需要 ISO 编码 [Mon, Sun] -> [1, 7],还有一个 .iso_encoding() 成员函数。
t.tm_wday = weekday{td}.c_encoding();
tm_yday 是自 1 月 1 日以来的天数 -- [0, 365]。这很容易通过从日期精度 time_point (td) 中减去一年中的第一天,创建一个 days chrono::duration 来计算:
t.tm_yday = (td - sys_days{ymd.year()/January/1}).count();
最后,tm_isdst 应设置为 0,表示夏令时无效。从技术上讲,这一步在零初始化 tm 时已经完成,但出于可读性目的在此重复:
t.tm_isdst = 0;
to_tm 可以通过以下方式移植到 C++20:
- 删除
using namespace date;
- 将
date::sys_seconds 更改为std::chrono::sys_seconds
- 将
1900_y 更改为1900y
使用示例:
给定time_t,您可以使用这些函数将其转换为 UTC tm:
std::time_t t = std::time(nullptr);
std::tm tm = to_tm(to_chrono(t));
这里是必要的标题:
#include "date/date.h"
#include <chrono>
#include <ctime>
或者在 C++20 中,只是:
#include <chrono>
#include <ctime>