Linux C 函数参考(日期时间)

2023-05-16

1.1 概述

世界标准时间（ Coordinated Universal Time ，UTC ），也就是大家所熟知的格林威治标准时间（ Greenwich Mean Time ，GMT ）。世界各地时间也世界标准时间为基准划分为不同的时区，例如，中国的北京时间与UTC 的时差为+8 ，也就是UTC+8 。美国是UTC-5 。

Calendar Time ：日历时间，是用“ 从一个标准时间点到此时的时间经过的秒数” 来表示的时间。无论哪一个时区，在同一时刻对同一个标准时间点来说，日历时间都是一样的。日历时间返回自1970-1-1:00:00:00 以来所经过的秒数累计值。

跟日期时间相关的shell命令

$ date // 显示当前日期

$ time // 显示程序运行的时间

$ hwclock // 显示与设定硬件时钟

$ clock // 显示与设定硬件时钟，是hwclock 的链接文件

$ cal // 显示日历

（1 ）date 显示或设置当前日期时间

$ date 显示当前日期时间 -- 中国北京时间 CST China Standard Time UTC+8:00

2008 年 05 月 01 日星期四 04:28:27 CST

$ date –u 显示当前日期时间 -- 世界标准时间 UTC

2008 年 04 月 30 日星期三 20:29:23 UTC

以上两个时间相比有8 个小时的时差

$ date –R 显示当前日期时间 – RFC 格式

Thu, 01 May 2008 04:30:25 +0800

$ date -s 20080501 设置日期

$ date -s 20:40:30 设置时间

（2 ）time 显示程序运行时消耗的实际时间，用户CPU 时间和系统CPU 时间。

$ time a.out 可执行程序a.out

real 0m10.081s 程序开始运行到结束的时间

user 0m0.000s 用户CPU 时间，

sys 0m0.004s 系统CPU 时间

用户CPU 时间等于times 函数返回的struct tms 中的tms_utime 和 tms_cutime 和。

系统CPU 时间等于times 函数返回的struct tms 中的tms_stime 和 tms_cstime 和。

（3 ）hwclock 显示与设定硬件时钟

在Linux 中有硬件时钟与系统时钟等两种时钟。硬件时钟是指主机板上的时钟设备，也就是通常可在BIOS 画面设定的时钟。系统时钟则是指 kernel 中的时钟。当Linux 启动时系统时钟会去读取硬件时钟的设定，之后系统时钟即独立运作。所有Linux 相关指令与函数都是读取系统时钟的设定。

# hwclock –show 显示硬件时钟的时间与日期

# hwclock –hctosys 将硬件时钟调整为与目前的系统时钟一致

# hwclock –systohc 将硬件时钟调整为与目前的系统时钟一致

# hwclock --set --date="20080430 21:30:30" 设定硬件时钟

# hwclock 同hwclock –show

Clock 命名是hwclock 的链接文件

$ ls -al /sbin/clock

lrwxrwxrwx 1 root root 7 03-08 23:59 /sbin/clock -> hwclock

（4 ）显示日历

$ cal 显示本年本月的日历

$ cal month year 显示指定年月的日历： cal 4 2008

1.2 跟日期时间有关的数据结构

1.2.1 clock_t 结构

程序开始运行到此时所经过的CPU 时钟计时单元数用clock 数据类型表示。

typedef long clock_t;

#define CLOCKS_PER_SEC ((clock_t)1000) // 每个时钟单元是1 毫秒

1.2.2 time_t 结构

日历时间（ Calendar Time ）是通过time_t 数据类型来表示的，用time_t 表示的时间（日历时间）是从一个时间点（1970 年1 月1 日0 时0 分0 秒）到此时的秒数。

typedef long time_t; // 时间值

1.2.3 tm结构

通过tm 结构来获得日期和时间

struct tm {

int tm_sec; /* 秒 – 取值区间为[0,59] */

int tm_min; /* 分 - 取值区间为[0,59] */

int tm_hour; /* 时 - 取值区间为[0,23] */

int tm_mday; /* 一个月中的日期 - 取值区间为[1,31] */

int tm_mon; /* 月份（从一月开始，0 代表一月） - 取值区间为[0,11] */

int tm_year; /* 年份，其值等于实际年份减去1900 */

int tm_wday; /* 星期 – 取值区间为[0,6] ，其中0 代表星期天，1 代表星期一 */

int tm_yday; /* 从每年1 月1 日开始的天数– 取值区间[0,365] ，其中0 代表1 月1 日 */

int tm_isdst; /* 夏令时标识符，夏令时tm_isdst 为正；不实行夏令时tm_isdst 为0 ；*/

};

1.2.4 tms结构

保存着一个进程及其子进程使用的CPU 时间

struct tms{

clock_t tms_utime;

clock_t tms_stime;

clock_t tms_cutime;

clock_t tms_cstime;

}

1.2.5 Utimbuf结构

struct utimbuf{

time_t actime; // 存取时间

time_t modtime; // 修改时间

}

文件的时间

st_atime 文件数据的最后存取时间

st_mtime 文件数据的最后修改时间

st_ctime 文件数据的创建时间

1.2.5 timeval结构

struct timeval
{
time_t tv_sec;
susecond_t tv_usec; //当前妙内的微妙数
};

1.2.6 timer_struct结构

struct timer_struct {

unsigned long expires; //定时器被激活的时刻

void (*fn)(void); //定时器激活后的处理函数 }

1.3 跟日期时间相关的函数

1.3.1 clock函数

#include <time.h>

clock_t clock(void);

返回从程序开始运行到程序中调用clock() 函数之间的CPU 时钟计时单元数

例 1：clock函数的例子

$ vi clock.c

#include <stdio.h>

#include <stdlib.h>

#include <time.h>

int main(void)

{

long loop = 10000000L;

double duration;

clock_t start, end;

printf("Time to do %ld empty loops is ", loop);

start = clock();

while(loop--) ;

end = clock();

duration = (double)(end-start)/CLOCKS_PER_SEC;

printf("%f seconds\n", duration);

return(0);

}

编译、运行：

$ gcc clock.c -o clock

$ ./clock

Time to do 10000000 empty loops is 0.220000 seconds

1.3.2 time函数

日历时间

#include <time.h>

time_t time(time_t *calptr) ；

返回自1970-1-1:00:00:00 以来经过的秒数累计值

例 2：time函数的例子

#include <stdio.h>

#include <time.h>

int main(void)

{

time_t now;

time(&now);

printf("now time is %d\n", now);

return(0);

}

编译、运行：

$ gcc time.c -o time

$ ./time

now time is 1193688148

1.3.3 times函数

程序运行的时间

#include <sys/times.h>

clock_t times(struct tms *buf);

返回自系统自举后经过的时钟滴答数

例 3：times函数的例子

#include <stdio.h>

#include <sys/times.h>

int main(void)

{

int i;

clock_t start, end;

struct tms tms_start, tms_end;

start = times(&tms_start);

end = times(&tms_end);

printf("start clock time : %d\n", start);

printf("end clock time : %d\n", end);

return(0);

}

编译、运行：

$ gcc times.c -o times

$ ./times

Start clock time : 1720654909

End clock time : 1720654909

1.3.4 localtime函数

将日历时间变换成本地时间，考虑到本地时区和夏令时标志。

#include <time.h>

struct tm *localtime(const time_t * calptr);

例 4：localtime函数的例子

#include <stdio.h>

#include <time.h>

int main(void)

{

time_t now;

struct tm *tm_now;

time(&now);

tm_now = localtime(&now);

printf("now datetime: %d-%d-%d %d:%d:%d\n", tm_now->tm_year, tm_now->tm_mon, tm_now->tm_mday, tm_now->tm_hour, tm_now->tm_min, tm_now->tm_sec);

return(0);

}

编译、运行：

$ gcc localtime.c -o localtime

$ ./localtime

now datetime: 107-9-30 5:11:43

1.3.5 gmtime函数

将日历时间变换成国际标准时间的年月日分秒

#include <time.h>

struct tm *gmtime(const time_t *calptr);

例 5：gmtime函数的例子

#include <stdio.h>

#include <time.h>

int main(void)

{

time_t now;

struct tm *tm_now;

time(&now);

tm_now = gmtime(&now);

printf("now datetime: %d-%d-%d %d:%d:%d\n", tm_now->tm_year, tm_now->tm_mon, tm_now->tm_mday, tm_now->tm_hour, tm_now->tm_min, tm_now->tm_sec);

return(0);

}

编译、运行：

$ gcc gmtime.c -o gmtime

$ ./gmtime

now datetime: 107-9-29 21:15:26

1.3.6 mktime函数

以本地时间的年月日为参数，将其变换成time_t 值

#include <time.h>

time_t mktime(struct tm *tmptr);

例 6：mktime函数的例子

#include <stdio.h>

#include <time.h>

int main(void)

{

time_t now, new_time;

struct tm *tm_now;

time(&now);

printf("now time is %ld\n", now);

tm_now = localtime(&now);

new_time = mktime(tm_now);

printf("new time is %ld\n", new_time);

return(0);

}

编译、运行：

$ gcc mktime.c -o mktime

$ ./mktime

now time is 1193692806

new time is 1193692806

1.3.7 asctime函数

产生形式的26 字节字符串，参数指向年月日等字符串的指针。与date 命令输出形式类似

#include <time.h>

char *asctime(const struct tm *tmptr);

例 7：astime函数的例子

#include <stdio.h>

#include <time.h>

int main(void)

{

time_t now;

struct tm *tm_now;

char *datetime;

time(&now);

tm_now = localtime(&now);

datetime = asctime(tm_now);

printf("now datetime: %s\n", datetime);

return(0);

}

编译、运行：

$ gcc asctime.c -o asctime

$ ./asctime

now datetime: Tue Oct 30 05:22:21 2007

1.3.8 ctime函数

产生形式的26 字节字符串，参数指向日历时间的指针。

#include <time.h>

char *ctime(const time_t *calptr);

例 8：ctime函数的例子

#include <stdio.h>

#include <time.h>

int main(void)

{

time_t now;

char *datetime;

time(&now);

datetime = ctime(&now);

printf("now datetime: %s\n", datetime);

return(0);

}

编译、运行：

$ gcc ctime.c -o ctime

$ ./ctime

now datetime: Tue Oct 30 05:23:45 2007

1.3.9 strftime函数

格式化时间输出

#include <time.h>

size_t strftime(char *buf,size_t maxsize,const char *format,const struct tm *tmptr);

%a 星期几的简写

%A 星期几的全称

%b 月分的简写

%B 月份的全称

%c 标准的日期的时间串

%C 年份的后两位数字

%d 十进制表示的每月的第几天

%D 月/ 天/ 年

%e 在两字符域中，十进制表示的每月的第几天

%F 年- 月- 日

%g 年份的后两位数字，使用基于周的年

%G 年分，使用基于周的年

%h 简写的月份名

%H 24 小时制的小时

%I 12 小时制的小时

%j 十进制表示的每年的第几天

%m 十进制表示的月份

%M 十时制表示的分钟数

%n 新行符

%p 本地的AM 或PM 的等价显示

%r 12 小时的时间

%R 显示小时和分钟：hh:mm

%S 十进制的秒数

%t 水平制表符

%T 显示时分秒：hh:mm:ss

%u 每周的第几天，星期一为第一天（值从0 到6 ，星期一为0 ）

%U 第年的第几周，把星期日做为第一天（值从0 到53 ）

%V 每年的第几周，使用基于周的年

%w 十进制表示的星期几（值从0 到6 ，星期天为0 ）

%x 标准的日期串

%X 标准的时间串

%y 不带世纪的十进制年份（值从0 到99 ）

%Y 带世纪部分的十进制年份

%z ，%Z 时区名称，如果不能得到时区名称则返回空字符。

%% 百分号

例 9：strftime函数的例子

#include <stdio.h>

#include <time.h>

int main(void)

{

time_t now;

struct tm *tm_now;

char datetime[200];

time(&now);

tm_now = localtime(&now);

strftime(datetime, 200, "%x %X %n%Y-%m-%d %H:%M:%S %nzone: %Z\n", tm_now);

printf("now datetime : %s\n", datetime);

return(0);

}

编译、运行：

$ gcc strftime.c -o strftime

]$ ./strftime

now datetime : 10/30/07 05:41:47

2007-10-30 05:41:47

zone: CST

1.3.10 utime函数

更改文件的存取和修改时间

#include <time.h>

int utime(const char pathname, const struct utimbuf *times) ；

返回值：成功返回0 ，失败返回-1

times 为空指针，存取和修改时间设置为当前时间

例 10：utime函数的例子

#include <stdio.h>

#include <time.h>

int main(int argc, char *argv[])

{

if(argc < 2){

fprintf(stderr, "Error: usging command file_path");

exit(1);

}

utime(argv[1], NULL);

return(0);

}

编译、运行：

$ touch file1

$ ls -al file1 // 先创建一个文件file1 ，查看一下他的创建时间

-rw-r--r-- 1 hongdy hongdy 3431 05-01 05:59 file1

$ gcc utime.c –o utime

$ ./utime file1

$ ls -al file1

-rw-r--r-- 1 hongdy hongdy 3431 05-01 06:00 file1

1.3.11 gettimeofday函数

取得目前的时间

#include <time.h>

int gettimeofday ( struct& nbsptimeval * tv , struct timezone * tz ) ；

函数说明 gettimeofday()会把目前的时间有tv所指的结构返回，当地时区的信息则放到tz所指的结构中。
timeval结构定义为:
struct timeval{
long tv_sec; /*秒*/
long tv_usec; /*微秒*/
};
timezone 结构定义为:
struct timezone{
int tz_minuteswest; /*和Greenwich 时间差了多少分钟*/
int tz_dsttime; /*日光节约时间的状态*/
};
上述两个结构都定义在/usr/include/sys/time.h。tz_dsttime 所代表的状态如下
DST_NONE /*不使用*/
DST_USA /*美国*/
DST_AUST /*澳洲*/
DST_WET /*西欧*/
DST_MET /*中欧*/
DST_EET /*东欧*/
DST_CAN /*加拿大*/
DST_GB /*大不列颠*/
DST_RUM /*罗马尼亚*/
DST_TUR /*土耳其*/
DST_AUSTALT /*澳洲（1986年以后）*/

返回值成功则返回0，失败返回－1，错误代码存于errno。附加说明EFAULT指针tv和tz所指的内存空间超出存取权限。

times 为空指针，存取和修改时间设置为当前时间

例 10：gettimeofday函数的例子

#include<sys/time.h>
#include<unistd.h>
main(){
struct timeval tv;
struct timezone tz;
gettimeofday (&tv , &tz);
printf(“tv_sec; %d\n”, tv,.tv_sec)
printf(“tv_usec; %d\n”,tv.tv_usec);
printf(“tz_minuteswest; %d\n”, tz.tz_minuteswest);
printf(“tz_dsttime, %d\n”,tz.tz_dsttime);
}

编译、运行：

tv_usec:136996
tz_minuteswest:-540
tz_dsttime:0

tv_sec: 974857339

1.3.12 settimeofday函数

设置目前时间

#include<sys/time.h>
#include<unistd.h>

int settimeofday ( const& nbspstruct timeval *tv,const struct timezone *tz);

函数说明 settimeofday()会把目前时间设成由tv所指的结构信息，当地时区信息则设成tz所指的结构。详细的说明请参考gettimeofday()。注意，只有root权限才能使用此函数修改时间。

返回值成功则返回0，失败返回－1，错误代码存于errno。

错误代码 EPERM 并非由root权限调用settimeofday（），权限不够。
EINVAL 时区或某个数据是不正确的，无法正确设置时间。

times 为空指针，存取和修改时间设置为当前时间

例 12：settimeofday函数的例子

/************************************************
设置操作系统时间
参数:*dt数据格式为"2006-4-20 20:30:30"
调用方法:
char *pt="2006-4-20 20:30:30";
SetSystemTime(pt);
**************************************************/
int SetSystemTime(char *dt)
{
struct rtc_time tm;
struct tm _tm;
struct timeval tv;
time_t timep;
sscanf(dt, "%d-%d-%d %d:%d:%d", &tm.tm_year,
&tm.tm_mon, &tm.tm_mday,&tm.tm_hour,
&tm.tm_min, &tm.tm_sec);
_tm.tm_sec = tm.tm_sec;
_tm.tm_min = tm.tm_min;
_tm.tm_hour = tm.tm_hour;
_tm.tm_mday = tm.tm_mday;
_tm.tm_mon = tm.tm_mon - 1;
_tm.tm_year = tm.tm_year - 1900;

timep = mktime(&_tm);
tv.tv_sec = timep;
tv.tv_usec = 0;
if(settimeofday (&tv, (struct timezone *) 0) < 0)
{
printf("Set system datatime error!\n");
return -1;
}
return 0;
}

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