C基础时间业务实战代码

引言

　　业务代码中遇到这样需求, 1. 二者是同一天吗, 2. 时间戳和时间串来回转, 3. 其它扩展需求等.

C写代码同样需要处理这方面时间问题. 本文就是为了解决这个问题. 相比其它时间库, 这里做了一些扩展. 一般而言

一天开始时间为 00:00:00 , 这里 可以配置一天的开始时间.

　　举一个实际用的业务例子. 暴雪游戏, 魔兽世界或者炉石传说, 每次活动刷新都是以 05:00:00 开始.

这里说明了什么呢, 可以理解为这类游戏世界里, 时间循环的起点就是"05:00:00". 认为是一天的开始.

同样我们的写的sctimeutil.h 接口中有一个配置一天的开始时间.

当然代码一定是跨平台的. 首先我们看一下 sctimeutil.h 接口设计思路如下:

#ifndef _H_SCTIMEUTIL
#define _H_SCTIMEUTIL

#include <time.h>
#include <stdbool.h>

// 为Visual Studio导入一些和linux上优质思路
#if defined(_MSC_VER)

#include <Windows.h>

/*
 * 返回当前得到的时间结构体, 高仿linux上调用
 * pt    : const time_t * , 输入的时间戳指针
 * ptm    : struct tm * , 输出的时间结构体
 *        : 返回 ptm 值
 */
#define localtime_r(pt, ptm) localtime_s(ptm, pt), ptm

/*
 * Linux sys/time.h 中获取时间函数在Windows上一种移植实现
 * tv    :    返回结果包含秒数和微秒数
 * tz    :    包含的时区,在window上这个变量没有用不返回
 *         :   默认返回0
 */
extern int gettimeofday(struct timeval* tv, void* tz);

#endif

// 定义每天是开始为 0时0分0秒
#define _INT_MINSECOND        (60)
#define _INT_HOURSECOND        (3600)
#define _INT_DAYSECOND        (24UL*_INT_HOURSECOND)
#define _INT_DAYSTART        (8UL*_INT_HOURSECOND)
// 定义每天新的开始时间
#define _INT_DAYNEWSTART    (0UL*_INT_HOURSECOND + 0*_INT_MINSECOND + 0)

// struct tm 中 tm_year, tm_mon 用的偏移量
#define _INT_YEAROFFSET        (1900)
#define _INT_MONOFFSET        (1)

// 定义时间串类型
#define _INT_STULEN            (32)
typedef char stime_t[_INT_STULEN];

/*
 * 将 [2016-7-10 21:22:34] 格式字符串转成时间戳
 * tstr    : 时间串分隔符只能是单字节的.
 * pt    : 返回得到的时间戳
 * otm    : 返回得到的时间结构体
 *        : 返回这个字符串转成的时间戳, -1表示构造失败
 */
extern bool stu_gettime(stime_t tstr, time_t * pt, struct tm * otm);

/*
 * 判断当前时间戳是否是同一天的.
 * lt : 判断时间一
 * rt : 判断时间二
 *    : 返回true表示是同一天, 返回false表示不是
 */
extern bool stu_tisday(time_t lt, time_t rt);

/*
 * 判断当前时间戳是否是同一周的.
 * lt : 判断时间一
 * rt : 判断时间二
 *    : 返回true表示是同一周, 返回false表示不是
 */
extern bool stu_tisweek(time_t lt, time_t rt);

/*
 * 将时间戳转成时间串 [2016-7-10 22:38:34]
 * nt    : 当前待转的时间戳
 * tstr    : 保存的转后时间戳位置
 *        : 返回传入tstr的首地址
 */
extern char * stu_gettstr(time_t nt, stime_t tstr);

/*
 * 得到当前时间戳 [2016-7-10 22:38:34]
 * tstr    : 保存的转后时间戳位置
 *        : 返回传入tstr的首地址
 */
extern char * stu_getntstr(stime_t tstr);

/*
 * 判断当前时间串是否是同一天的.
 * ls : 判断时间一
 * rs : 判断时间二
 *    : 返回true表示是同一天, 返回false表示不是
 */
extern bool stu_sisday(stime_t ls, stime_t rs);

/*
 * 判断当前时间串是否是同一周的.
 * ls : 判断时间一
 * rs : 判断时间二
 *    : 返回true表示是同一周, 返回false表示不是
 */
extern bool stu_sisweek(stime_t ls, stime_t rs);

#endif // !_H_SCTIMEUTIL

设计接口了解后, 后面会详细解说. (代码对齐确实不好弄, 要是博客园直接能让VS复制的代码格式, 到富文本框中不改变, 那得多好.)

设计师才是王道.

前言

　　先看宏配置, 主要的就是

// 定义每天新的开始时间
#define _INT_DAYNEWSTART    (0UL*_INT_HOURSECOND + 0*_INT_MINSECOND + 0)

假如需要设置一天开始为05:00:00, 那就将第一个0变成5就可以了. 后面还定义了时间串类型

// 定义时间串类型
#define _INT_STULEN            (32)
typedef char stime_t[_INT_STULEN];

默认就是 char [32]长度的字符串. 统一类型在栈上并节省一个长度参数, 否则一般得到时间串至少 char [], int 两个参数.

其它的变量宏, 都是为了去掉魔法数字用的. 最前面有段为VS导入扩展功能的宏

// 为Visual Studio导入一些和linux上优质思路
#if defined(_MSC_VER)

#include <Windows.h>

/*
 * 返回当前得到的时间结构体, 高仿linux上调用
 * pt    : const time_t * , 输入的时间戳指针
 * ptm    : struct tm * , 输出的时间结构体
 *        : 返回 ptm 值
 */
#define localtime_r(pt, ptm) localtime_s(ptm, pt), ptm

/*
 * Linux sys/time.h 中获取时间函数在Windows上一种移植实现
 * tv    :    返回结果包含秒数和微秒数
 * tz    :    包含的时区,在window上这个变量没有用不返回
 *         :   默认返回0
 */
extern int gettimeofday(struct timeval* tv, void* tz);

#endif

这两个‘‘声明‘‘在跨平台C代码中出现频率比较高. 第一个是安全可重入的将时间戳变成时间结构体. 第二个是得到更高精度的时间表示.

这里分析一下对于linux上有这么定义

struct tm *localtime_r(const time_t *timep, struct tm *result);

window 上是下面定义的

static __inline errno_t __CRTDECL localtime_s(struct tm * _Tm, const time_t * _Time)
{
    return _localtime32_s(_Tm, _Time);
}

简单的理解为, 位置颠倒了. 其实而言, 细节上还是有不同. 扯一点二者平台都有优点,

但从这个api上而言, 我觉得linux上localtime_r 更自然些, 返回值放在最后面. 随着工作深入也发现,

有些api window设计也很出彩. 但是总的而言, 如果二选一, 还是觉得linux 设计的比window漂亮, 精妙, 自然.

扯回来, 上面为了更大程度上兼容linux, 就在window上采用linux函数设计思路. 是不是有点意思.(另外一种跨平台宏设计思路)

对于 gettimeofday window源码实现如下

// 为Visual Studio导入一些和linux上优质思路
#if defined(_MSC_VER)

/*
 * Linux sys/time.h 中获取时间函数在Windows上一种移植实现
 * tv    :    返回结果包含秒数和微秒数
 * tz    :    包含的时区,在window上这个变量没有用不返回
 *         :   默认返回0
 */
int
gettimeofday(struct timeval* tv, void* tz) {
    struct tm st;
    SYSTEMTIME wtm;

    GetLocalTime(&wtm);
    st.tm_year = wtm.wYear - _INT_YEAROFFSET;
    st.tm_mon = wtm.wMonth - _INT_MONOFFSET; // window的计数更好些
    st.tm_mday = wtm.wDay;
    st.tm_hour = wtm.wHour;
    st.tm_min = wtm.wMinute;
    st.tm_sec = wtm.wSecond;
    st.tm_isdst = -1; // 不考虑夏令时

    tv->tv_sec = (long)mktime(&st); // 32位使用数据强转
    tv->tv_usec = wtm.wMilliseconds * 1000; // 毫秒转成微秒

    return 0;
}

#endif

上面两个宏, 分别是 1900和1, 这个是 struct tm 特性决定的, 这点window api功能设计的好.

#ifndef _TM_DEFINED
struct tm {
        int tm_sec;     /* seconds after the minute - [0,59] */
        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 savings time flag */
        };
#define _TM_DEFINED
#endif

上面就是 struct tm 结构体实现. 时间操作还是比较不统一, 需要一定经验, 多趟坑. 这里时间默认从1900起计算, 也有1970起计算的. 例如(man 手册中内容)

       The ctime(), gmtime() and localtime() functions all take an argument of data type time_t which represents cal‐       endar  time.   When  interpreted  as an absolute time value, it represents the number of seconds elapsed since       00:00:00 on January 1, 1970, Coordinated Universal Time (UTC).

需要用到的时候再弄清楚吧. 推荐一定要用可重入的, 否则程序跑起来只能头大了.

正文

　　现在准备剖析一下特定的代码, 最后也会贴一下全部代码. 运行一个测试demo. 首先看时间串得到时间戳时间结构体的接口实现

/*
 * 将 [2016-7-10 21:22:34] 格式字符串转成时间戳
 * tstr    : 时间串分隔符只能是单字节的.
 * pt    : 返回得到的时间戳
 * otm    : 返回得到的时间结构体
 *        : 返回这个字符串转成的时间戳, -1表示构造失败
 */
bool
stu_gettime(stime_t tstr, time_t * pt, struct tm * otm) {
    time_t t;
    struct tm st;

    if(NULL == tstr)
        return false;

    int rt = sscanf(tstr, "%d%*c%d%*c%d%*c%d%*c%d%*c%d",
                     &st.tm_year, &st.tm_mon, &st.tm_mday,
                     &st.tm_hour, &st.tm_min, &st.tm_sec);
    if(6 != rt)
        return false;

    st.tm_year -= _INT_YEAROFFSET;
    st.tm_mon -= _INT_MONOFFSET;
    // 得到时间戳, 失败返回false
    if((t = mktime(&st)) == -1 )
        return false;

    // 返回最终结果
    if(pt)
        *pt = t;
    if(otm)
        *otm = st;

    return true;
}

思路很清晰, 解析时间串, 得到年月日时分秒, 最后通过mktime得到想要的. 期间需要注意的是 struct tm 必须 year 1900起, mon 从0开始记.

执行mktime之后会补充玩 st 时间结构体并且返回当前时间戳.

判断两个时间戳是否是同一天也很巧妙

/*
 * 判断当前时间戳是否是同一天的.
 * lt : 判断时间一
 * rt : 判断时间二
 *    : 返回true表示是同一天, 返回false表示不是
 */
bool
stu_tisday(time_t lt, time_t rt) {
    // 得到是各自第几天的
    lt = (lt + _INT_DAYSTART - _INT_DAYNEWSTART) / _INT_DAYSECOND;
    rt = (rt + _INT_DAYSTART - _INT_DAYNEWSTART) / _INT_DAYSECOND;
    return lt == rt;
}

这里用到一个宏

#define _INT_DAYSTART        (8UL*_INT_HOURSECOND)

这个由来是咱们通过mktime 得到的是标准时区时间, 而中国是东八区, 快了它8h. 详细科普可以看下下面资料

GMT（Greenwich Mean Time）  格林威治时间
    即本初子午线的时间，一般作为全球时间的基准参考时间。据说是以格林威治天文台命名的。
UTC（Universal Time Coordinated） 世界标准时间或世界协调时间
    协调世界时是以原子时秒长为基础，在时刻上尽量接近于世界时的一种时间计量系统。UTC时间和GMT时间其实是同一个时间，只不过UTC时间的单位是秒。定期会进行校准，校准的方式是发布闰秒，即有两个同样的秒。记住，UTC是GMT的以秒为单位的计时。
CST（China Standard Time） 中国标准时间
    可以认为新闻联播嘟嘟嘟的时间。也就是东八区的时间。当GMT为0点的时候，我们已经8点了。我们的时间需要在GMT的时间上加八个小时

有了这些知识, 后面将两个时间戳变成中国的时间戳. 再除以一天的秒数, 得到当前多少天了. 这里需要注意一下, 这是服务器级别的时间判断.

如果对于军工级别, 宇宙飞船等级别, 真不行, 因为一年民用要么365要么366, 其实一年查了粗略资料有

地球围绕太阳公转一周（即360度）的时间应该为365日6时9分10秒，即为一个恒星年。

地球的某点获得两次两次直射的间隔是365日5时48分46秒（更加精确：365天5小时48分45.975456秒），即为一个回归年。

总而言之, 计算机还是离散数学级别, 精度只能大致算算, 因此咱们精度到天, 上面算法是可以得了, 对于特别意外的那就看脸了.

(时间判断也是程序国际化会遇到的一个坑, 必遇到滴~~)

从这里觉得软件开发还是偏艺术些, 科学是严谨的, 是符合一切数学规律的, 误差是可以详细分析的.

再看看另一个设计, 比较简单, 时间戳得到时间串

/*
 * 将时间戳转成时间串 [2016-7-10 22:38:34]
 * nt    : 当前待转的时间戳
 * tstr    : 保存的转后时间戳位置
 *        : 返回传入tstr的首地址
 */
char * stu_gettstr(time_t nt, stime_t tstr) {
    struct tm st;
    localtime_r(&nt, &st);
    strftime(tstr, sizeof(stime_t), "%F %X", &st);
    return tstr;
}

思路很直白吧,最后解释测试一波了. 首先看main.c

#include <stdio.h>
#include <stdlib.h>
#include "sctimeutil.h"

static void _sctime_puts(stime_t tstr) {
    printf("sizeof tstr = %lu, %lu\n", sizeof tstr, sizeof(stime_t));
}

/*
 * 处理时间 time 的测试主函数
 *
 */
int main(int argc, char * argv[]) {
    bool rt;
    time_t t;
    struct tm tm;
    stime_t ts;    

    rt = stu_gettime("2016-7-12 11:27:00", &t, &tm);
    printf("tm.tm_year = %d, tm.tm_yday = %d\n", tm.tm_year, tm.tm_yday);

    // 测试数组长度
    _sctime_puts(NULL);

    rt = stu_sisweek("2016-7-11 20:59:59", "2016-7-17 23:59:59");
    printf("rt = %d\n", rt);

    rt = stu_sisweek("2016-7-11 0:0:0", "2016-7-18 0:0:0");
    printf("rt = %d\n", rt);

    // 输出当前时间量
    puts(stu_getntstr(ts));

    return 0;
}

附加代码文件

sctimeutil.h

#ifndef _H_SCTIMEUTIL
#define _H_SCTIMEUTIL

#include <time.h>
#include <stdbool.h>

// 为Visual Studio导入一些和linux上优质思路
#if defined(_MSC_VER)

#include <Windows.h>

/*
 * 返回当前得到的时间结构体, 高仿linux上调用
 * pt    : const time_t * , 输入的时间戳指针
 * ptm    : struct tm * , 输出的时间结构体
 *        : 返回 ptm 值
 */
#define localtime_r(pt, ptm) localtime_s(ptm, pt), ptm

/*
 * Linux sys/time.h 中获取时间函数在Windows上一种移植实现
 * tv    :    返回结果包含秒数和微秒数
 * tz    :    包含的时区,在window上这个变量没有用不返回
 *         :   默认返回0
 */
extern int gettimeofday(struct timeval* tv, void* tz);

#endif

// 定义每天是开始为 0时0分0秒
#define _INT_MINSECOND        (60)
#define _INT_HOURSECOND        (3600)
#define _INT_DAYSECOND        (24UL*_INT_HOURSECOND)
#define _INT_DAYSTART        (8UL*_INT_HOURSECOND)
// 定义每天新的开始时间
#define _INT_DAYNEWSTART    (0UL*_INT_HOURSECOND + 0*_INT_MINSECOND + 0)

// struct tm 中 tm_year, tm_mon 用的偏移量
#define _INT_YEAROFFSET        (1900)
#define _INT_MONOFFSET        (1)

// 定义时间串类型
#define _INT_STULEN            (32)
typedef char stime_t[_INT_STULEN];

/*
 * 将 [2016-7-10 21:22:34] 格式字符串转成时间戳
 * tstr    : 时间串分隔符只能是单字节的.
 * pt    : 返回得到的时间戳
 * otm    : 返回得到的时间结构体
 *        : 返回这个字符串转成的时间戳, -1表示构造失败
 */
extern bool stu_gettime(stime_t tstr, time_t * pt, struct tm * otm);

/*
 * 判断当前时间戳是否是同一天的.
 * lt : 判断时间一
 * rt : 判断时间二
 *    : 返回true表示是同一天, 返回false表示不是
 */
extern bool stu_tisday(time_t lt, time_t rt);

/*
 * 判断当前时间戳是否是同一周的.
 * lt : 判断时间一
 * rt : 判断时间二
 *    : 返回true表示是同一周, 返回false表示不是
 */
extern bool stu_tisweek(time_t lt, time_t rt);

/*
 * 将时间戳转成时间串 [2016-7-10 22:38:34]
 * nt    : 当前待转的时间戳
 * tstr    : 保存的转后时间戳位置
 *        : 返回传入tstr的首地址
 */
extern char * stu_gettstr(time_t nt, stime_t tstr);

/*
 * 得到当前时间戳 [2016-7-10 22:38:34]
 * tstr    : 保存的转后时间戳位置
 *        : 返回传入tstr的首地址
 */
extern char * stu_getntstr(stime_t tstr);

/*
 * 判断当前时间串是否是同一天的.
 * ls : 判断时间一
 * rs : 判断时间二
 *    : 返回true表示是同一天, 返回false表示不是
 */
extern bool stu_sisday(stime_t ls, stime_t rs);

/*
 * 判断当前时间串是否是同一周的.
 * ls : 判断时间一
 * rs : 判断时间二
 *    : 返回true表示是同一周, 返回false表示不是
 */
extern bool stu_sisweek(stime_t ls, stime_t rs);

#endif // !_H_SCTIMEUTIL

sctimeutil.c

#include "sctimeutil.h"
#include <stdio.h>

// 为Visual Studio导入一些和linux上优质思路
#if defined(_MSC_VER)

/*
 * Linux sys/time.h 中获取时间函数在Windows上一种移植实现
 * tv    :    返回结果包含秒数和微秒数
 * tz    :    包含的时区,在window上这个变量没有用不返回
 *         :   默认返回0
 */
int
gettimeofday(struct timeval* tv, void* tz) {
    struct tm st;
    SYSTEMTIME wtm;

    GetLocalTime(&wtm);
    st.tm_year = wtm.wYear - _INT_YEAROFFSET;
    st.tm_mon = wtm.wMonth - _INT_MONOFFSET; // window的计数更好些
    st.tm_mday = wtm.wDay;
    st.tm_hour = wtm.wHour;
    st.tm_min = wtm.wMinute;
    st.tm_sec = wtm.wSecond;
    st.tm_isdst = -1; // 不考虑夏令时

    tv->tv_sec = (long)mktime(&st); // 32位使用数据强转
    tv->tv_usec = wtm.wMilliseconds * 1000; // 毫秒转成微秒

    return 0;
}

#endif

/*
 * 将 [2016-7-10 21:22:34] 格式字符串转成时间戳
 * tstr    : 时间串分隔符只能是单字节的.
 * pt    : 返回得到的时间戳
 * otm    : 返回得到的时间结构体
 *        : 返回这个字符串转成的时间戳, -1表示构造失败
 */
bool
stu_gettime(stime_t tstr, time_t * pt, struct tm * otm) {
    time_t t;
    struct tm st;

    if(NULL == tstr)
        return false;

    int rt = sscanf(tstr, "%d%*c%d%*c%d%*c%d%*c%d%*c%d",
                     &st.tm_year, &st.tm_mon, &st.tm_mday,
                     &st.tm_hour, &st.tm_min, &st.tm_sec);
    if(6 != rt)
        return false;

    st.tm_year -= _INT_YEAROFFSET;
    st.tm_mon -= _INT_MONOFFSET;
    // 得到时间戳, 失败返回false
    if((t = mktime(&st)) == -1 )
        return false;

    // 返回最终结果
    if(pt)
        *pt = t;
    if(otm)
        *otm = st;

    return true;
}

/*
 * 判断当前时间戳是否是同一天的.
 * lt : 判断时间一
 * rt : 判断时间二
 *    : 返回true表示是同一天, 返回false表示不是
 */
bool
stu_tisday(time_t lt, time_t rt) {
    // 得到是各自第几天的
    lt = (lt + _INT_DAYSTART - _INT_DAYNEWSTART) / _INT_DAYSECOND;
    rt = (rt + _INT_DAYSTART - _INT_DAYNEWSTART) / _INT_DAYSECOND;
    return lt == rt;
}

/*
 * 判断当前时间戳是否是同一周的.
 * lt : 判断时间一
 * rt : 判断时间二
 *    : 返回true表示是同一周, 返回false表示不是
 */
bool
stu_tisweek(time_t lt, time_t rt) {
    time_t mt;
    struct tm st;

    lt -= _INT_DAYNEWSTART;
    rt -= _INT_DAYNEWSTART;

    if(lt < rt) { //得到最大时间, 保存在lt中
        mt = lt;
        lt = rt;
        rt = mt;
    }

    // 得到lt 表示的当前时间
    localtime_r(&lt, &st);

    // 得到当前时间到周一起点的时间差
    st.tm_wday = 0 == st.tm_wday ? 7 : st.tm_wday;
    mt = (st.tm_wday - 1) * _INT_DAYSECOND + st.tm_hour * _INT_HOURSECOND
        + st.tm_min * _INT_MINSECOND + st.tm_sec;

    // [min, lt], lt = max(lt, rt) 就表示在同一周内
    return rt >= lt - mt;
}

/*
 * 将时间戳转成时间串 [2016-7-10 22:38:34]
 * nt    : 当前待转的时间戳
 * tstr    : 保存的转后时间戳位置
 *        : 返回传入tstr的首地址
 */
char * stu_gettstr(time_t nt, stime_t tstr) {
    struct tm st;
    localtime_r(&nt, &st);
    strftime(tstr, sizeof(stime_t), "%F %X", &st);
    return tstr;
}

/*
 * 得到当前时间戳 [2016-7-10 22:38:34]
 * tstr    : 保存的转后时间戳位置
 *        : 返回传入tstr的首地址
 */
char * stu_getntstr(stime_t tstr) {
    return stu_gettstr(time(NULL), tstr);
}

/*
 * 判断当前时间串是否是同一天的.
 * ls : 判断时间一
 * rs : 判断时间二
 *    : 返回true表示是同一天, 返回false表示不是
 */
bool
stu_sisday(stime_t ls, stime_t rs) {
    time_t lt, rt;
    // 解析失败直接返回结果
    if(!stu_gettime(ls, &lt, NULL) || !stu_gettime(rs, &rt, NULL))
        return false;

    return stu_tisday(lt, rt);
}

/*
 * 判断当前时间串是否是同一周的.可以优化
 * ls : 判断时间一
 * rs : 判断时间二
 *    : 返回true表示是同一周, 返回false表示不是
 */
bool
stu_sisweek(stime_t ls, stime_t rs) {
    time_t lt, rt;
    // 解析失败直接返回结果
    if(!stu_gettime(ls, &lt, NULL) || !stu_gettime(rs, &rt, NULL))
        return false;

    return stu_tisweek(lt, rt);
}

编译命令

gcc -Wall -ggdb2 -o main.out main.c sctimeutil.c

测试结果达到预期

window上测试也一样. 有兴趣的可以将思路用在自己的项目中. 思路比代码有底蕴. 软件开发, 马龙还是无法简单的表达咱们职业的.

设计师觉得更贴切些. 用双手描绘色彩务实的人们.

后记

　　错误是难免的, 欢迎吐槽, 再打补丁修复~~

时间： 2024-11-05 18:55:50

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