如何将 std::chrono::time_point 转换为带有小数秒的日历日期时间字符串？答案

【问题标题】：How to convert std::chrono::time_point to calendar datetime string with fractional seconds?如何将 std::chrono::time_point 转换为带有小数秒的日历日期时间字符串？
【发布时间】：2012-10-01 21:10:51
【问题描述】：

如何将std::chrono::time_point 转换为带有小数秒的日历日期时间字符串？

例如：

"10-10-2012 12:38:40.123456"

【问题讨论】：

标签： c++ datetime c++11 std chrono

【解决方案1】：

如果是system_clock，这个类有time_t转换。

#include <iostream>
#include <chrono>
#include <ctime>

using namespace std::chrono;

int main()
{
  system_clock::time_point p = system_clock::now();

  std::time_t t = system_clock::to_time_t(p);
  std::cout << std::ctime(&t) << std::endl; // for example : Tue Sep 27 14:21:13 2011
}

示例结果：

Thu Oct 11 19:10:24 2012

编辑：但是， time_t 不包含小数秒。另一种方法是使用 time_point::time_since_epoch() 函数。此函数从纪元返回持续时间。下面的例子是毫秒分辨率的小数。

#include <iostream>
#include <chrono>
#include <ctime>

using namespace std::chrono;

int main()
{
  high_resolution_clock::time_point p = high_resolution_clock::now();

  milliseconds ms = duration_cast<milliseconds>(p.time_since_epoch());

  seconds s = duration_cast<seconds>(ms);
  std::time_t t = s.count();
  std::size_t fractional_seconds = ms.count() % 1000;

  std::cout << std::ctime(&t) << std::endl;
  std::cout << fractional_seconds << std::endl;
}

示例结果：

Thu Oct 11 19:10:24 2012

925

【讨论】：

还有，如何在输出字符串中添加小数秒？
time_t 不包含小数秒。我添加了更多示例代码。
谢谢！现在答案更好，更接近操作员的要求。
en.cppreference.com/w/cpp/chrono/time_point/time_since_epoch 例子证实
供参考，std::ctime 不是线程安全的，根据cppreference，POSIX 将其标记为已过时。

【解决方案2】：

下面的自解释代码首先创建一个对应于 10-10-2012 12:38:40 的 std::tm，将其转换为 std::chrono::system_clock::time_point，添加 0.123456 秒，然后通过转换回std::tm。如何处理小数秒是最后一步。

#include <iostream>
#include <chrono>
#include <ctime>

int main()
{
    // Create 10-10-2012 12:38:40 UTC as a std::tm
    std::tm tm = {0};
    tm.tm_sec = 40;
    tm.tm_min = 38;
    tm.tm_hour = 12;
    tm.tm_mday = 10;
    tm.tm_mon = 9;
    tm.tm_year = 112;
    tm.tm_isdst = -1;
    // Convert std::tm to std::time_t (popular extension)
    std::time_t tt = timegm(&tm);
    // Convert std::time_t to std::chrono::system_clock::time_point
    std::chrono::system_clock::time_point tp = 
                                     std::chrono::system_clock::from_time_t(tt);
    // Add 0.123456 seconds
    // This will not compile if std::chrono::system_clock::time_point has
    //   courser resolution than microseconds
    tp += std::chrono::microseconds(123456);
    
    // Now output tp

    // Convert std::chrono::system_clock::time_point to std::time_t
    tt = std::chrono::system_clock::to_time_t(tp);
    // Convert std::time_t to std::tm (popular extension)
    tm = std::tm{0};
    gmtime_r(&tt, &tm);
    // Output month
    std::cout << tm.tm_mon + 1 << '-';
    // Output day
    std::cout << tm.tm_mday << '-';
    // Output year
    std::cout << tm.tm_year+1900 << ' ';
    // Output hour
    if (tm.tm_hour <= 9)
        std::cout << '0';
    std::cout << tm.tm_hour << ':';
    // Output minute
    if (tm.tm_min <= 9)
        std::cout << '0';
    std::cout << tm.tm_min << ':';
    // Output seconds with fraction
    //   This is the heart of the question/answer.
    //   First create a double-based second
    std::chrono::duration<double> sec = tp - 
                                    std::chrono::system_clock::from_time_t(tt) +
                                    std::chrono::seconds(tm.tm_sec);
    //   Then print out that double using whatever format you prefer.
    if (sec.count() < 10)
        std::cout << '0';
    std::cout << std::fixed << sec.count() << '\n';
}

对我来说这个输出：

10-10-2012 12:38:40.123456

您的std::chrono::system_clock::time_point 可能精确到也可能不够精确，无法容纳微秒。

更新

更简单的方法是使用this date library。代码简化为（使用 C++14 持续时间文字）：

#include "date.h"
#include <iostream>
#include <type_traits>

int
main()
{
    using namespace date;
    using namespace std::chrono;
    auto t = sys_days{10_d/10/2012} + 12h + 38min + 40s + 123456us;
    static_assert(std::is_same<decltype(t),
                               time_point<system_clock, microseconds>>{}, "");
    std::cout << t << '\n';
}

哪个输出：

2012-10-10 12:38:40.123456

如果您不需要证明t 的类型是std::chrono::time_point，则可以跳过static_assert。

如果输出不符合您的喜好，例如您真的想要 dd-mm-yyyy 排序，您可以：

#include "date.h"
#include <iomanip>
#include <iostream>

int
main()
{
    using namespace date;
    using namespace std::chrono;
    using namespace std;
    auto t = sys_days{10_d/10/2012} + 12h + 38min + 40s + 123456us;
    auto dp = floor<days>(t);
    auto time = make_time(t-dp);
    auto ymd = year_month_day{dp};
    cout.fill('0');
    cout << ymd.day() << '-' << setw(2) << static_cast<unsigned>(ymd.month())
         << '-' << ymd.year() << ' ' << time << '\n';
}

它给出了所要求的输出：

10-10-2012 12:38:40.123456

更新

以下是如何以毫秒精度巧妙地格式化当前时间 UTC：

#include "date.h"
#include <iostream>

int
main()
{
    using namespace std::chrono;
    std::cout << date::format("%F %T\n", time_point_cast<milliseconds>(system_clock::now()));
}

这只是为我输出：

2016-10-17 16:36:02.975

C++17 将允许您将 time_point_cast<milliseconds> 替换为 floor<milliseconds>。在此之前，date::floor 在"date.h" 中可用。

std::cout << date::format("%F %T\n", date::floor<milliseconds>(system_clock::now()));

更新 C++20

在 C++20 中，现在很简单：

#include <chrono>
#include <iostream>

int
main()
{
    using namespace std::chrono;
    auto t = sys_days{10d/10/2012} + 12h + 38min + 40s + 123456us;
    std::cout << t << '\n';
}

或者只是：

std::cout << std::chrono::system_clock::now() << '\n';

std::format 将可用于自定义输出。

【讨论】：

这是在向 C++ 标准委员会提出的过程中：howardhinnant.github.io/date/d0355r1.html
这个答案非常有用，我会多次赞成。我一直在这里结束

【解决方案3】：

一般来说，您不能以任何直接的方式执行此操作。 time_point 本质上只是来自特定时钟时代的duration。

如果您有std::chrono::system_clock::time_point，那么您可以使用std::chrono::system_clock::to_time_t 将time_point 转换为time_t，然后使用ctime 或strftime 等普通C 函数对其进行格式化。

示例代码：

std::chrono::system_clock::time_point tp = std::chrono::system_clock::now();
std::time_t time = std::chrono::system_clock::to_time_t(tp);
std::tm timetm = *std::localtime(&time);
std::cout << "output : " << std::put_time(&timetm, "%c %Z") << "+"
          << std::chrono::duration_cast<std::chrono::milliseconds>(tp.time_since_epoch()).count() % 1000 << std::endl;

【讨论】：

这个解决方案的问题是 std::localtime 不是线程安全的。

【解决方案4】：

这对我来说适用于像 YYYY.MM.DD-HH.MM.SS.fff 这样的格式。试图让这段代码能够接受任何字符串格式就像重新发明轮子一样（即在 Boost 中有所有这些功能。

std::chrono::system_clock::time_point string_to_time_point(const std::string &str)
{
    using namespace std;
    using namespace std::chrono;

    int yyyy, mm, dd, HH, MM, SS, fff;

    char scanf_format[] = "%4d.%2d.%2d-%2d.%2d.%2d.%3d";

    sscanf(str.c_str(), scanf_format, &yyyy, &mm, &dd, &HH, &MM, &SS, &fff);

    tm ttm = tm();
    ttm.tm_year = yyyy - 1900; // Year since 1900
    ttm.tm_mon = mm - 1; // Month since January 
    ttm.tm_mday = dd; // Day of the month [1-31]
    ttm.tm_hour = HH; // Hour of the day [00-23]
    ttm.tm_min = MM;
    ttm.tm_sec = SS;

    time_t ttime_t = mktime(&ttm);

    system_clock::time_point time_point_result = std::chrono::system_clock::from_time_t(ttime_t);

    time_point_result += std::chrono::milliseconds(fff);
    return time_point_result;
}

std::string time_point_to_string(std::chrono::system_clock::time_point &tp)
{
    using namespace std;
    using namespace std::chrono;

    auto ttime_t = system_clock::to_time_t(tp);
    auto tp_sec = system_clock::from_time_t(ttime_t);
    milliseconds ms = duration_cast<milliseconds>(tp - tp_sec);

    std::tm * ttm = localtime(&ttime_t);

    char date_time_format[] = "%Y.%m.%d-%H.%M.%S";

    char time_str[] = "yyyy.mm.dd.HH-MM.SS.fff";

    strftime(time_str, strlen(time_str), date_time_format, ttm);

    string result(time_str);
    result.append(".");
    result.append(to_string(ms.count()));

    return result;
}

【讨论】：

实际上，当只有 1 个 MS 时，您会得到错误的结果，因为 to_String() 转换了 Long (ms.count(()) 。您需要使用 sprintf_s 转换毫秒数。跨度>
我不想要小数秒，所以我把它们去掉了。然后我不得不使用strftime(time_str, strlen(time_str)+1, date_time_format, ttm); 否则，该函数认为最后一个字段没有足够的空间并且没有填充它。我认为这是可以接受的，因为 time_str 实际上有一个额外的空终止符位置。
也许值得一提的是，这只适用于 UTC（不是时区，没有 DST）

【解决方案5】：

我会将此放在对已接受答案的评论中，因为那是它所属的地方，但我不能。因此，以防万一有人得到不可靠的结果，这可能就是原因。

注意接受的答案，如果 time_point 在纪元之前，它会失败。

这行代码：

std::size_t fractional_seconds = ms.count() % 1000;

如果 ms.count() 为负数，将产生意外的值（因为 size_t 并不意味着保存负值）。

【讨论】：

纪元之前的时间？为什么？ :)
因为世界不是在 1970 年创造的。

【解决方案6】：

就我而言，我使用的是线程安全的 chrono 和 c 函数 localtime_r（与 std::localtime 相反）。

#include <iostream>
#include <chrono>
#include <ctime>
#include <time.h>
#include <iomanip>


int main() {
  std::chrono::system_clock::time_point now = std::chrono::system_clock::now();
  std::time_t currentTime = std::chrono::system_clock::to_time_t(now);
  std::chrono::milliseconds now2 = std::chrono::duration_cast<std::chrono::milliseconds>(now.time_since_epoch());
  struct tm currentLocalTime;
  localtime_r(&currentTime, &currentLocalTime);
  char timeBuffer[80];
  std::size_t charCount { std::strftime( timeBuffer, 80,
                                         "%b %d %T",
                                          &currentLocalTime)
                         };

  if (charCount == 0) return -1;

  std::cout << timeBuffer << "." << std::setfill('0') << std::setw(3) << now2.count() % 1000 << std::endl;
  return 0;
}

【讨论】：

【解决方案7】：

如果您要以 numpy datetime64 的格式格式化 system_clock::time_point，您可以使用：

std::string format_time_point(system_clock::time_point point)
{
    static_assert(system_clock::time_point::period::den == 1000000000 && system_clock::time_point::period::num == 1);
    std::string out(29, '0');
    char* buf = &out[0];
    std::time_t now_c = system_clock::to_time_t(point);
    std::strftime(buf, 21, "%Y-%m-%dT%H:%M:%S.", std::localtime(&now_c));
    sprintf(buf+20, "%09ld", point.time_since_epoch().count() % 1000000000);
    return out;
}

样本输出：2019-11-19T17:59:58.425802666

【讨论】：