我所有的内部时间都是 UTC 存储在 time_t
中。我需要将它们转换为 struct tm
。如果我使用 localtime
时间是正确的,除了 tm_isdst
可能设置导致时间偏离一小时。如果我使用 gmtime
,它会得到错误的时间,因为时区差异。
编辑我正在寻找适用于 Windows 和 Linux 的跨平台解决方案
答案 0 :(得分:2)
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>
中。
通过 time_t
将 tm
转换为 UTC <chrono>
实际上比使用 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。此解决方案具有跨所有平台的统一语法。
在 C++11 中,虽然没有指定,但 time_t
和 std::chrono::system_clock
跟踪 Unix Time 是事实上的标准,尽管精度不同。在 C++20 中,这被指定为 std::chrono::system_clock
。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。
time_t
转换为 chrono::time_point
这非常简单高效:
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>
即基于 time_point
但精度为 system_clock
的 seconds
。
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
所有这些都是用于函数调用的样板。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。
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以填写 tm
成员。
auto td = floor<days>(tp);
上面的第一行简单地将 time_point
的精度从 seconds
截断到 days
,向下舍入到负无穷大(即使对于 1970- 01-01 时代)。这只不过是除以 86400。
time_point
上面的第二行获取自纪元以来的天数并将其转换为 year_month_day ymd = td;
数据结构。这是大部分计算发生的地方。
{year, month, day}
上面的第三行从秒精度 hh_mm_ss<seconds> tod{tp - td}; // <seconds> can be omitted in C++17
中减去天精度 time_point
,从而得出自 UTC 午夜起 time_point
的持续时间。然后将此持续时间分解为 std::chrono::seconds
数据结构(类型 {hours, minutes, seconds}
)。在 C++17 中,这一行可以选择性地简化为:
hh_mm_ss
现在 hh_mm_ss tod{tp - td}; // <seconds> can be omitted in C++17
只需提取字段以根据 C API 填写 to_tm
。
tm
首先对 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
进行零初始化很重要,因为不同的平台有额外的 tm
数据成员作为扩展,最好将其设为 0。
tm
对于小时、分钟和秒,只需从 tm t{};
中提取适当的 chrono::duration
,然后使用 tod
成员函数提取整数值:
.count()
t.tm_sec = tod.seconds().count();
t.tm_min = tod.minutes().count();
t.tm_hour = tod.hours().count();
显式转换为 day
,这是 C API 不给 unsigned
数据成员意外偏差的少数几个地方之一:
tm
t.tm_mday = unsigned{ymd.day()};
被定义为“自一月以来的月份”,因此必须考虑偏差。可以从 tm_mon
中减去 January
,得到 month
duration。这是一个months
,可以用chrono::duration
成员函数提取整数值:
.count()
同样,t.tm_mon = (ymd.month() - January).count();
是 1900 年以来的年份:
tm_year
可以使用转换语法将天精度t.tm_year = (ymd.year() - 1900_y).count();
(time_point
) 转换为td
,然后weekday
具有成员函数weekday
以提取与 C API 匹配的整数值:自星期日起的天数 -- [0, 6]。或者,如果需要 ISO 编码 [Mon, Sun] -> [1, 7],还有一个 .c_encoding()
成员函数。
.iso_encoding()
t.tm_wday = weekday{td}.c_encoding();
是自 1 月 1 日以来的天数 -- [0, 365]。这很容易通过从天数精度 tm_yday
(time_point
) 中减去年份的第一个来计算,创建一个 td
days
:
chrono::duration
最后 t.tm_yday = (td - sys_days{ymd.year()/January/1}).count();
应设置为 0 以表示夏令时无效。从技术上讲,这一步在零初始化 tm_isdst
时已经完成,但为了便于阅读,这里重复了一遍:
tm
t.tm_isdst = 0;
可以通过以下方式移植到 C++20:
to_tm
using namespace date;
更改为 date::sys_seconds
std::chrono::sys_seconds
更改为 1900_y
给定一个 1900y
,下面是如何使用这些函数将其转换为 UTC time_t
:
tm
以下是必要的标题:
std::time_t t = std::time(nullptr);
std::tm tm = to_tm(to_chrono(t));
或者在 C++20 中,只需:
#include "date/date.h"
#include <chrono>
#include <ctime>