std::chrono
說起來有點(diǎn)令人難以置信，直到C++ 11之前，標(biāo)準(zhǔn)庫中唯一可以處理時間的就是<ctime>提供的有限的幾個函數(shù)，而即使這有限的幾個函數(shù)還是C函數(shù)慌洪，這使得在C++中處理時間成為一件頭疼的事情。不過現(xiàn)在情況有了很大改觀凑保，因?yàn)橛辛?code>std::chrono冈爹。
chrono簡介
chrono是一個基于模板的，面向?qū)ο蟮挠涫剩O(shè)計(jì)優(yōu)雅且功能強(qiáng)大的time library犯助。chrono內(nèi)部定義了三種和時間相關(guān)的類型：
duration：一個duration就代表了一個時間段，比如2分鐘维咸，4小時等等剂买。
clock: clock的作用就相當(dāng)于我們?nèi)粘Ｊ褂玫氖直恚猴@示時間。
chrono內(nèi)部定義了三種clock：system clock癌蓖、steady clock和high-resolution-clock瞬哼。time point：time point表示某個特定的時間點(diǎn)。
std::duration
前面說過租副，duration代表了一段時間坐慰，比如2分鐘，4小時等用僧。注意我不僅指出了數(shù)量（“2”结胀、“4”）赞咙，還指出了單位（“分鐘”，“小時”）糟港，也就是說一個duration的定義應(yīng)該包括兩個部分：數(shù)量和單位攀操。我們來看chrono是怎樣做到這一點(diǎn)的。
// file: chrono
namespace chrono {
template<class _Rep, class _Period = ratio<1> >
class duration {
public:
typedef _Rep rep;
typedef _Period period;
private:
rep __rep_;
// ...
};
}
duration的聲明包含兩個模板參數(shù)秸抚，第一個模板參數(shù)是C++的原生數(shù)值類型速和，如long, long long等，代表了duration的數(shù)值部分剥汤。第二個模板參數(shù)_Period又是一個模板類std::ratio颠放，它的定義如下：
// file: ratio
namespace chrono {
// ratio以模板的方式定義了有理數(shù)，比如ratio<1,60>就表示有理數(shù) ‘1/60’
// _Num代表 'numerator'（分子）
// _Den代表 'denominator'（分母）
template<intmax_t _Num, intmax_t _Den = 1>
class ration {
// 求__Num的絕對值
static constexpr const intmax_t __na = __static_abs<_Num>::value;
// 求_Den的絕對值
static constexpr const intmax_t __da = __static_abs<_Den>::value;
// __static_sign的作用是求符號運(yùn)算
static constexpr const intmax_t __s = __static_sign<_Num>::value * __static_sign<_Den>::value;
// 求分子吭敢、分母的最大公約數(shù)
static constexpr const intmax_t __gcd = __static_gcd<__na, __da>::value;
public:
// num是化簡后的_Num
static constexpr const intmax_t num = __s * __na / __gcd;
// den是化簡后的_Den
static constexpr const intmax_t den = __da / __gcd;
};
}
ratio用兩個整數(shù)型模板參數(shù)來表示一個有理數(shù)的分子和分母部分碰凶，比如ratio<1, 1000>就表示有理數(shù)0.001。理解了這一點(diǎn)省有，我們再來看duration的定義：
template<class _Rep, class _Period = ratio<1> > class duration
ratio在這里的確切含義為：以秒為單位的放大倍率痒留，比如ratio<60, 1>表示一個1秒的60倍，也就是1分鐘蠢沿，而ratio<1, 1000>表示1秒的千分之一倍，也就是1毫秒匾效。所以duration<long, ratio<60, 1>>就定義了一個類型為long的duration舷蟀，而這個duration的單位為“分鐘”。很巧妙的定義面哼，是不是野宜？
為了方便我們使用，對常用的時間單位魔策，標(biāo)準(zhǔn)庫都已經(jīng)替我們定義好了：
namespace chrono {
// 1nano = 1/1,000,000,000 秒
typedef ratio<1LL, 1000000000LL> nano;
// 1micro = 1/1,000,000秒
typedef ratio<1LL, 1000000LL> micro;
// 1milli = 1/1,000秒
typedef ratio<1LL, 1000LL> milli;
// 1centi = 1/100秒
typedef ratio<1LL, 100LL> centi;
// 1kilo = 1,000秒
typedef ratio<1000LL, 1LL> kilo;
// 1mega = 1,000,000秒
typedef ratio<1000000LL, 1LL> mega;
// ...
typedef duration<long long, nano> nanoseconds;
typedef duration<long long, micro> microseconds;
typedef duration<long long, milli> milliseconds;
typedef duration<long long > seconds;
typedef duration< long, ratio< 60> > minutes;
typedef duration< long, ratio<3600> > hours;
// ...
}
duration的用法
標(biāo)準(zhǔn)委員會重寫了標(biāo)準(zhǔn)庫中全部和時間有關(guān)的函數(shù)匈子，使之可以和duration協(xié)同工作，這使得duration的使用非常簡單直觀闯袒，舉個例子：
#include <iostream>
#include <chrono>
#include <thread>
int main()
{
// 定義一個"chrono::seconds"
std::chrono::seconds two_seconds{2};
std::cout << "Start waiting..." << std::endl;
auto start = std::chrono::high_resolution_clock::now();
// sleep_for函數(shù)現(xiàn)在接受一個`duration`類型的參數(shù)
std::this_thread::sleep_for(two_seconds);
auto end = std::chrono::high_resolution_clock::now();
// duration支持算術(shù)運(yùn)算
std::chrono::duration<double, std::milli> elapsed = end-start;
std::cout << "Waited " << elapsed.count() << " ms\n";
}
// output
Start waiting...
Waited 2002.58 ms
為什么你應(yīng)該使用duration
duration是輕量級的虎敦，在前面的源代碼中我們已經(jīng)看到了，duration內(nèi)部僅有一個數(shù)值類型的變量政敢，很是輕量級其徙。至于ratio，因?yàn)槠涑蓡T變量都是靜態(tài)的喷户，所以你不用擔(dān)心系統(tǒng)內(nèi)會有很多的ratio存在唾那。duration是類型安全的。
