假设 time_t 以秒为单位有多安全？

Question

我正在对时间进行大量计算，通过添加秒来构建相对于其他时间对象的时间对象。该代码应该在嵌入式设备和服务器上运行。大多数文档都说time_t 是某种算术类型，通常存储自纪元以来的时间。假设time_t 存储了几秒钟之后有多安全？如果我们可以假设，那么我们可以只使用加法和减法而不是localtime、mktime 和difftime。

到目前为止，我已经通过使用constexpr bool time_tUsesSeconds 解决了这个问题，表示假设time_t 使用秒是否安全。如果假设 time_t 以秒为单位是不可移植的，有没有办法自动初始化该常量？

time_t timeByAddingSeconds(time_t theTime, int timeIntervalSeconds) {
    if (Time_tUsesSeconds){
        return theTime + timeIntervalSeconds;
    } else {
        tm timeComponents = *localtime(&theTime);
        timeComponents.tm_sec += timeIntervalSeconds;
        return mktime(&timeComponents);
    }
}

Answer 1

POSIX specification 说明了它以秒为单位的事实，因此，如果您正在为符合 POSIX 的环境进行编码，则可以依赖它。

C++ 标准还规定time_t 必须是算术类型。

无论如何，Unix 计时系统（自纪元以来的第二个）将在 2038 年溢出。因此，在此日期之前，C++ 实现很可能会切换到其他非 int 数据类型（64 位int 或更复杂的数据类型）。无论如何，切换到 64 位 int 会破坏与以前代码的二进制兼容性（因为它需要更大的变量），并且应该重新编译所有内容。使用 32 位不透明句柄不会破坏二进制兼容性，您可以更改底层库，一切仍然有效，但 time_t 不再以秒为单位，它将成为以秒为单位的时间数组的索引。因此，建议您使用您提到的函数来操作time_t 值，并且不要假设time_t 上的任何内容。

Answer 2

如果 C++11 可用，您可以使用std::chrono::system_clock 的to_time_t 和from_time_t 与std::chrono::time_point 相互转换，并使用chrono 的算术运算符。

如果您的计算涉及公历，您可以使用 HowardHinnant/date 库，或 C++20 的新日历工具（它们有 essentially the same API）。

Answer 3

对于time_t 表示的单位，标准 C 或标准 C++ 中没有要求。要以便携式方式使用秒，您需要使用struct tm。您可以使用mktime 和localtime 在time_t 和struct tm 之间进行转换。

Answer 4

不要确定time_t 是否以秒为单位，因为time_t 是一种算术类型，您可以计算一个代表一秒的time_t 值，然后使用它。 This answer I wrote before 解释了方法并有一些注意事项，这里有一些示例代码（bad_time() 是自定义异常类，这里）：

time_t get_sec_diff() {
    std::tm datum_day;
    datum_day.tm_sec = 0;
    datum_day.tm_min = 0;
    datum_day.tm_hour = 12;
    datum_day.tm_mday = 2;
    datum_day.tm_mon = 0;
    datum_day.tm_year = 30;
    datum_day.tm_isdst = -1;

    const time_t datum_time = mktime(&datum_day);
    if ( datum_time == -1 ) {
        throw bad_time();
    }

    datum_day.tm_sec += 1;
    const time_t next_sec_time = mktime(&datum_day);
    if ( next_sec_time == -1 ) {
        throw bad_time();
    }

    return (next_sec_time - datum_time);
}

您可以调用该函数一次并将值存储在 const 中，然后在需要 time_t 秒时使用它。我不认为它会在 constexpr 中工作。

Answer 5

我的两分钱：在 Windows 上，它以秒为单位随着时间的推移，但一秒增加到下一秒所需的时间通常是 18*54.925 毫秒，有时是 19*54.925。其原因在this post 中进行了解释。

Answer 6

（回答自己的问题）

一个答案表明，只要使用 posix，time_t 以秒为单位，time_t 上的算术应该可以工作。

第二个答案计算每秒的 time_t，并在进行算术运算时将其用作一个因素。但是还是有一些关于time_t的假设。

最后我决定可移植性更重要，我不希望我的代码在某些嵌入式设备上静默失败。所以我用了第三种方式。它涉及存储一个整数，表示自程序启动以来的时间。 IE。我定义

 const static time_t time0 = time(nullptr);
 static tm time0Components = *localtime(&time0);

整个程序中使用的所有时间值都只是整数，表示自time0 以来的时间差（以秒为单位）。从time_t 到这个增量秒，我使用difftime。回到time_t，我使用这样的东西：

time_t getTime_t(int timeDeltaSeconds) {
    tm components = time0Components;
    components.tm_sec += timeDeltaSeconds;
    return mktime(&components);
}

这种方法允许像+,- 这样的操作便宜，但回到time_t 是昂贵的。请注意，时间增量值仅对程序的当前运行有意义。另请注意，当时区更改时，必须更新 time0Components。