2025年C++11计时器-chrono库介绍

大家好，我是讯享网，很高兴认识大家。

C++11计时器:chrono库介绍

C++11有了chrono库，可以在不同系统中很容易的实现定时功能。

要使用chrono库，需要#include，其所有实现均在std::chrono namespace下。注意标准库里面的每个命名空间代表了一个独立的概念。

chrono是一个模版库，使用简单，功能强大，只需要理解三个概念：duration、time_point、clock

一、时钟-CLOCK

chrono库定义了三种不同的时钟:

 std::chrono::system_clock: 依据系统的当前时间 (不稳定) std::chrono::steady_clock: 以统一的速率运行(不能被调整) std::chrono::high_resolution_clock: 提供最高精度的计时周期(可能是steady_clock或者system_clock的typedef)

讯享网

二、这三个时钟有什么区别呢？

system_clock就类似Windows系统右下角那个时钟，是系统时间。明显那个时钟是可以乱设置的。明明是早上10点，却可以设置成下午3点。

steady_clock则针对system_clock可以随意设置这个缺陷而提出来的，他表示时钟是不能设置的。

high_resolution_clock则是一个高分辨率时钟。

这三个时钟类都提供了一个静态成员函数now()用于获取当前时间，该函数的返回值是一个time_point类型，

system_clock除了now()函数外，还提供了to_time_t()静态成员函数。用于将系统时间转换成熟悉的std::time_t类型，得到了time_t类型的值，在使用ctime()函数将时间转换成字符串格式，就可以很方便地打印当前时间了。

讯享网#include<iostream> #include<vector> #include<string> #include<ctime>//将时间格式的数据转换成字符串 #include<chrono> using namespace std::chrono; using namespace std; int main() { //获取系统的当前时间 auto t = system_clock::now(); //将获取的时间转换成time_t类型 auto tNow = system_clock::to_time_t(t); //ctime()函数将time_t类型的时间转化成字符串格式,这个字符串自带换行符 string str_time = std::ctime(&tNow); cout<<str_time; return 0; }

三、持续的时间 - duration

td::chrono::duration<int,ratio<60,1>> ,表示持续的一段时间,这段时间的单位是由ratio<60,1>决定的,int表示这段时间的值的类型,函数返回的类型还是一个时间段duration

讯享网

std::chrono::duration<double,ratio<60,1>>

由于各种时间段(duration)表示不同，chrono库提供了duration_cast类型转换函数。

duration_cast用于将duration进行转换成另一个类型的duration。

duration还有一个成员函数count(),用来表示这一段时间的长度

#include<iostream> #include<string.h> #include<chrono> using namespace std::chrono; using namespace std; int main() { auto start = std::chrono::steady_clock::now(); for(int i=0;i<100;i++) cout<<"nice"<<endl; auto end = std::chrono::steady_clock::now(); auto tt = std::chrono::duration_cast<microseconds>(end - start); cout<<"程序用时="<<tt.count()<<"微秒"<<endl; return 0; }

四、时间点 - time_point

std::chrono::time_point 表示一个具体时间，如上个世纪80年代、你的生日、今天下午、火车出发时间等，只要它能用计算机时钟表示。鉴于我们使用时间的情景不同，这个time point具体到什么程度，由选用的单位决定。一个time point必须有一个clock计时

设置一个时间点:

std::time_point<clock类型> 时间点名字

讯享网//设置一个高精度时间点 std::time_point<high_resolution_clock> high_resolution_clock::now();

//设置系统时钟 std::chrono::time_point<std::chrono::system_clock> now=std::chrono::system_clock::now();

另一个实例:

讯享网#define _CRT_SECURE_NO_WARNINGS //localtime()需要这个宏 #include<iostream> #include<chrono> #include<vector> #include<string> #include<algorithm> //#include<stdio.h> #include<iomanip> //put_time需要的头文件 #include<sstream> // template <class _Rep> // struct treat_as_floating_point : is_floating_point<_Rep> {}; // tests for floating-point type // template <class _Rep> // _INLINE_VAR constexpr bool treat_as_floating_point_v = treat_as_floating_point<_Rep>::value; // // STRUCT TEMPLATE duration_values // template <class _Rep> // struct duration_values { // gets arithmetic properties of a type // _NODISCARD static constexpr _Rep zero() noexcept { // // get zero value // return _Rep(0); // } // _NODISCARD static constexpr _Rep(min)() noexcept { // // get smallest value // return numeric_limits<_Rep>::lowest(); // } // _NODISCARD static constexpr _Rep(max)() noexcept { // // get largest value // return (numeric_limits<_Rep>::max)(); // } // }; //时间长度 void Func1(){ //chrono重载了各种运算符 std::chrono::hours c1(1); //1小时 std::chrono::minutes c2(60); //60分钟 std::chrono::seconds c3(60*60); //60*60s std::chrono::milliseconds c4(60*60*1000); //60*60*1000毫秒 std::chrono::microseconds c5(60*60*1000*1000); //微秒 溢出 std::chrono::nanoseconds c6(60*1000*1000*1000);//纳秒 溢出 if(c1==c2){ std::cout<<"c1==c2"<<std::endl; } if(c1==c3){ std::cout<<"c1==c3"<<std::endl; } if(c2==c3){ std::cout<<"c2==c3"<<std::endl; } //获取时钟周期的值，返回的是int整数 std::cout<<"c1= "<<c1.count()<<std::endl; std::cout<<"c2= "<<c2.count()<<std::endl; std::cout<<"c3= "<<c3.count()<<std::endl; std::cout<<"c4= "<<c4.count()<<std::endl; std::chrono::seconds c7(1); //1秒 std::chrono::milliseconds c8(1*1000); //1000毫秒;1s std::chrono::microseconds c9(1*1000*1000); //1000*1000微秒 1s std::chrono::nanoseconds c10(1*1000*1000*1000);//1000*1000*1000纳秒 1s; std::cout<<c7.count()<<std::endl; std::cout<<c8.count()<<std::endl; std::cout<<c9.count()<<std::endl; std::cout<<c10.count()<<std::endl; } //系统时间 / * @brief * * system_clock 类支持了对系统时钟的访问， 提供了三个静态成员函数： 返回当前时间的时间点。 static std::chrono::time_point<std::chrono::system_clock> now() noexcept; 将时间点 time_point 类型转换为 std::time_t 类型。 static std::time_t to_time_t( const time_point& t ) noexcept; 将 std::time_t 类型转换为时间点 time_point 类型。 static std::chrono::system_clock::time_point from_time_t( std::time_t t ) noexcept; */ void Func2(){ //静态成员函数 static std::chrono::time_point<std::chrono::system_clock> now() noexcept //这些都可以简写用auto now=std::chrono::system_clock()::now()接收 //1、静态成员函数 static std::chrono::system_clock::now()用来获取系统时间，C++时间 std::chrono::time_point<std::chrono::system_clock> now=std::chrono::system_clock::now(); //2、静态成员函数 static std::chrono::system_clock::to_time_t()把C++系统时间转换为time_t （utc时间) time_t t_now=std::chrono::system_clock::to_time_t(now); //3、std::localtime()函数把time_t时间转换为本地时间(北京时间) // std::localtime()不是线程安全的，VS用localtime_t()代替，linux用local_time_r()代替 //tm结构体 tm* tm_now=localtime(&t_now); //格式化输出tm结构体中的成员 std::cout<<std::put_time(tm_now,"%Y-%m-%d %H:%M:%S")<<std::endl; std::cout<<std::put_time(tm_now,"%Y-%m-%d")<<std::endl; std::cout<<std::put_time(tm_now,"%H:%M:%S")<<std::endl; //但是通常C++一般不打印出时间，而是把时间存储到一个字符串中 std::stringstream ss; //创建stringstream对象 ss,需要包含<sstream>头文件 ss<<std::put_time(tm_now,"%Y-%m-%d %H:%M:%S"); std::string time_str=ss.str(); std::cout<<time_str<<std::endl; } // struct steady_clock { // wraps QueryPerformanceCounter // using rep = long long; // using period = nano; // using duration = nanoseconds; // using time_point = chrono::time_point<steady_clock>; // static constexpr bool is_steady = true; // _NODISCARD static time_point now() noexcept { // get current time // const long long _Freq = _Query_perf_frequency(); // doesn't change after system boot // const long long _Ctr = _Query_perf_counter(); // static_assert(period::num == 1, "This assumes period::num == 1."); // // Instead of just having "(_Ctr * period::den) / _Freq", // // the algorithm below prevents overflow when _Ctr is sufficiently large. // // It assumes that _Freq * period::den does not overflow, which is currently true for nano period. // // It is not realistic for _Ctr to accumulate to large values from zero with this assumption, // // but the initial value of _Ctr could be large. // const long long _Whole = (_Ctr / _Freq) * period::den; // const long long _Part = (_Ctr % _Freq) * period::den / _Freq; // return time_point(duration(_Whole + _Part)); // } // }; // using high_resolution_clock = steady_clock; // } // namespace chrono //计时器 steady_clock 类相当于秒表，操作系统只要启动就会进行时间的累加，常用于耗时的统计（精确到纳秒） 。 void Func3(){ //静态成员函数std::chrono::steady_clock::now()获取时间的开始点 std::chrono::time_point<std::chrono::steady_clock> start=std::chrono::steady_clock::now(); //auto start=std::chrono::steady_clock::now(); //执行一些代码，消耗时间 std::vector<std::string> vec1{"banana","apple","pear"}; std::for_each(vec1.begin(),vec1.end(),[&vec1](std::string str){ std::cout<<str<<" "; }); std::cout<<std::endl; //静态成员函数std::chrono::steady_clock::now()获取时间的结束点 auto end=std::chrono::steady_clock::now(); //计算消耗的时间，单位是纳秒 auto dt=end-start; std::cout<<"耗时: "<<dt.count()<<"纳秒 ("<<(double)dt.count()/(1000*1000*1000)<<"秒) "<<std::endl; } int main(int argc,char* argv[]){ Func1(); Func2(); Func3(); return 0; }

输出结果:

PS D:\时间操作 chrono 库\bin\Debug> .\main.exe c1==c2 c1==c3 c2==c3 c1= 1 c2= 60 c3= 3600 c4=  1 1000   2023-01-04 22:32:43 2023-01-04 22:32:43 2023-01-04 22:32:43 banana apple pear 耗时: 纳秒 (0.0007334秒) PS D:\时间操作 chrono 库\bin\Debug>