从入门到精通C++11 ＜chrono＞库特性_F11 - 专业站长和开发者的学习网站

APP正在开发中...

返回顶部

分享到

从入门到精通C++11 ＜chrono＞库特性

C语言 来源：互联网作者：佚名发布时间：2025-06-28 21:42:42 人浏览

摘要

在 C++11 标准中，引入了许多新的库特性，其中chrono库为时间处理提供了强大而灵活的支持。这个库使得在 C++ 中处理时间变得更加方便和精确，无论是简单的计时任务，还是复杂的时间计算和

在 C++11 标准中，引入了许多新的库特性，其中 <chrono> 库为时间处理提供了强大而灵活的支持。这个库使得在 C++ 中处理时间变得更加方便和精确，无论是简单的计时任务，还是复杂的时间计算和日期处理，<chrono> 库都能胜任。本文将带领小白读者从入门到精通 C++11 的 <chrono> 库。

1.1 为什么需要<chrono>库

在 C++11 之前，C++ 对于时间处理的支持相对有限，通常需要借助 C 标准库中的 <ctime> 头文件。然而，<ctime> 提供的功能较为基础，缺乏类型安全和灵活性。<chrono> 库的出现弥补了这些不足，它提供了一套完整的时间处理体系，包括时间点、时间段和时钟等概念。

1.2<chrono>库的基本概念

在深入了解 <chrono> 库之前，我们需要先了解几个基本概念：

时间点（Time Point）：表示某个特定的时间瞬间，例如 2025 年 6 月 27 日 19 时 05 分 21 秒。
时间段（Duration）：表示两个时间点之间的间隔，例如 1 小时、2 分钟等。
时钟（Clock）：用于测量时间的设备，不同的时钟可能具有不同的精度和特性。

C++11 库时间概念

二、时间段（Duration）

2.1 基本定义和使用

在 <chrono> 库中，时间段由 std::chrono::duration 模板类表示。duration 模板类接受两个模板参数：Rep 和 Period。Rep 表示时间段的计数类型，通常是整数或浮点数；Period 表示时间段的单位，是一个 std::ratio 类型的模板参数。

以下是一个简单的示例，展示了如何定义和使用 duration：

#include <iostream>

#include <chrono>

int main() {

// 定义一个表示 5 秒的时间段

std::chrono::duration<int> fiveSeconds(5);

std::cout << "Five seconds is " << fiveSeconds.count() << " seconds." << std::endl;

return 0;

}

在这个示例中，我们定义了一个 std::chrono::duration<int> 类型的对象 fiveSeconds，它表示 5 秒的时间段。count() 成员函数用于获取时间段的计数值。

2.2 常用的时间段类型别名

为了方便使用，<chrono> 库提供了一些常用的时间段类型别名，例如 std::chrono::nanoseconds、std::chrono::microseconds、std::chrono::milliseconds、std::chrono::seconds、std::chrono::minutes 和 std::chrono::hours。这些类型别名的定义如下：

using nanoseconds = duration</* signed integer type of at least 64 bits */, nano>;

using microseconds = duration</* signed integer type of at least 55 bits */, micro>;

using milliseconds = duration</* signed integer type of at least 45 bits */, milli>;

using seconds = duration</* signed integer type of at least 35 bits */>;

using minutes = duration</* signed integer type of at least 29 bits */, ratio< 60>>;

using hours = duration</* signed integer type of at least 23 bits */, ratio<3600>>;

以下是一个使用这些类型别名的示例：

#include <iostream>

#include <chrono>

int main() {

// 定义一个表示 2 小时的时间段

std::chrono::hours twoHours(2);

// 将 2 小时转换为分钟

std::chrono::minutes minutesInTwoHours = std::chrono::duration_cast<std::chrono::minutes>(twoHours);

std::cout << "Two hours is " << minutesInTwoHours.count() << " minutes." << std::endl;

return 0;

}

在这个示例中，我们使用 std::chrono::hours 类型别名定义了一个表示 2 小时的时间段，然后使用 std::chrono::duration_cast 函数将其转换为 std::chrono::minutes 类型。

2.3 时间段的算术运算

<chrono> 库支持对时间段进行各种算术运算，例如加法、减法、乘法和除法。以下是一些示例：

#include <iostream>

#include <chrono>

int main() {

std::chrono::seconds fiveSeconds(5);

std::chrono::seconds threeSeconds(3);

// 加法运算

std::chrono::seconds eightSeconds = fiveSeconds + threeSeconds;

std::cout << "Five seconds + three seconds = " << eightSeconds.count() << " seconds." << std::endl;

// 减法运算

std::chrono::seconds twoSeconds = fiveSeconds - threeSeconds;

std::cout << "Five seconds - three seconds = " << twoSeconds.count() << " seconds." << std::endl;

// 乘法运算

std::chrono::seconds tenSeconds = fiveSeconds * 2;

std::cout << "Five seconds * 2 = " << tenSeconds.count() << " seconds." << std::endl;

// 除法运算

std::chrono::seconds halfFiveSeconds = fiveSeconds / 2;

std::cout << "Five seconds / 2 = " << halfFiveSeconds.count() << " seconds." << std::endl;

return 0;

}

三、时间点（Time Point）

3.1 基本定义和使用

时间点由 std::chrono::time_point 模板类表示。time_point 模板类接受两个模板参数：Clock 和 Duration。Clock 表示使用的时钟类型，Duration 表示时间点相对于时钟起始点的时间段。

以下是一个简单的示例，展示了如何定义和使用 time_point：

#include <iostream>

#include <chrono>

int main() {

// 获取当前时间点

std::chrono::time_point<std::chrono::system_clock> now = std::chrono::system_clock::now();

std::cout << "Current time point: " << std::chrono::system_clock::to_time_t(now) << std::endl;

return 0;

}

在这个示例中，我们使用 std::chrono::system_clock::now() 函数获取当前时间点，然后使用 std::chrono::system_clock::to_time_t() 函数将其转换为 std::time_t 类型，以便输出。

3.2 时间点的比较和运算

<chrono> 库支持对时间点进行比较和运算。可以使用比较运算符（如 ==、!=、<、<=、> 和 >=）来比较两个时间点的先后顺序。还可以对时间点进行加法和减法运算，例如在一个时间点上加上一个时间段得到一个新的时间点，或者计算两个时间点之间的时间段。

以下是一些示例：

#include <iostream>

#include <chrono>

#include <thread>

int main() {

std::chrono::time_point<std::chrono::system_clock> start = std::chrono::system_clock::now();

// 模拟一些耗时操作

std::this_thread::sleep_for(std::chrono::seconds(2));

std::chrono::time_point<std::chrono::system_clock> end = std::chrono::system_clock::now();

// 计算两个时间点之间的时间段

std::chrono::duration<double> elapsed_seconds = end - start;

std::cout << "Elapsed time: " << elapsed_seconds.count() << " seconds." << std::endl;

return 0;

}

在这个示例中，我们记录了程序开始和结束的时间点，然后计算了两个时间点之间的时间段。

3.3 时间点的转换

有时候，我们需要将一个时间点从一个时钟转换到另一个时钟。<chrono> 库提供了 std::chrono::clock_time_conversion 模板类来实现这个功能。不过，不同时钟之间的转换可能需要考虑一些复杂的因素，例如时钟的精度和偏移量。

四、时钟（Clock）

4.1 系统时钟（System Clock）

std::chrono::system_clock 是最常用的时钟类型，它表示系统的实时时钟。system_clock 可以用于获取当前时间、将时间点转换为 std::time_t 类型等。以下是一个示例：

#include <iostream>

#include <chrono>

#include <ctime>

int main() {

std::chrono::time_point<std::chrono::system_clock> now = std::chrono::system_clock::now();

std::time_t now_c = std::chrono::system_clock::to_time_t(now);

std::cout << "Current time: " << std::ctime(&now_c);

return 0;

}

在这个示例中，我们使用 std::chrono::system_clock::now() 函数获取当前时间点，然后使用 std::chrono::system_clock::to_time_t() 函数将其转换为 std::time_t 类型，最后使用 std::ctime() 函数将其转换为字符串输出。

4.2 稳定时钟（Steady Clock）

std::chrono::steady_clock 是一个单调递增的时钟，它不会受到系统时间调整的影响。因此，steady_clock 非常适合用于测量时间间隔，例如程序的运行时间。以下是一个示例：

#include <iostream>

#include <chrono>

#include <thread>

int main() {

std::chrono::time_point<std::chrono::steady_clock> start = std::chrono::steady_clock::now();

// 模拟一些耗时操作

std::this_thread::sleep_for(std::chrono::seconds(2));

std::chrono::time_point<std::chrono::steady_clock> end = std::chrono::steady_clock::now();

std::chrono::duration<double> elapsed_seconds = end - start;

std::cout << "Elapsed time: " << elapsed_seconds.count() << " seconds." << std::endl;

return 0;

}

在这个示例中，我们使用 std::chrono::steady_clock 来测量程序的运行时间，确保测量结果不受系统时间调整的影响。

4.3 高分辨率时钟（High Resolution Clock）

std::chrono::high_resolution_clock 是一个具有最高精度的时钟。不过，它的具体实现可能因平台而异，有些平台可能将其定义为 system_clock 或 steady_clock。以下是一个示例：

#include <iostream>

#include <chrono>

int main() {

std::chrono::time_point<std::chrono::high_resolution_clock> start = std::chrono::high_resolution_clock::now();

// 执行一些操作

for (int i = 0; i < 1000000; ++i) {

// do something

}

std::chrono::time_point<std::chrono::high_resolution_clock> end = std::chrono::high_resolution_clock::now();

std::chrono::duration<double> elapsed_seconds = end - start;

std::cout << "Elapsed time: " << elapsed_seconds.count() << " seconds." << std::endl;

return 0;

}

在这个示例中，我们使用 std::chrono::high_resolution_clock 来测量一个简单循环的执行时间。

五、实际应用场景

5.1 性能测试

<chrono> 库可以用于对程序的性能进行测试。通过记录程序开始和结束的时间点，计算它们之间的时间段，我们可以得到程序的运行时间。以下是一个示例：

#include <iostream>

#include <chrono>

#include <vector>

void fillVector(std::vector<int>& vec, int size) {

for (int i = 0; i < size; ++i) {

vec.push_back(i);

}

int main() {

std::vector<int> myVector;

std::chrono::time_point<std::chrono::steady_clock> start = std::chrono::steady_clock::now();

fillVector(myVector, 1000000);

std::chrono::time_point<std::chrono::steady_clock> end = std::chrono::steady_clock::now();

std::chrono::duration<double> elapsed_seconds = end - start;

std::cout << "Time to fill vector: " << elapsed_seconds.count() << " seconds." << std::endl;

return 0;

}

在这个示例中，我们使用 std::chrono::steady_clock 来测量 fillVector 函数的执行时间。

5.2 定时任务

<chrono> 库还可以用于实现定时任务。通过在某个时间点上加上一个时间段，我们可以得到一个未来的时间点，然后在程序中等待直到这个时间点的到来。以下是一个示例：

#include <iostream>

#include <chrono>

#include <thread>

int main() {

// 定义一个 5 秒后的时间点

std::chrono::time_point<std::chrono::steady_clock> futureTime = std::chrono::steady_clock::now() + std::chrono::seconds(5);

std::cout << "Waiting for 5 seconds..." << std::endl;

std::this_thread::sleep_until(futureTime);

std::cout << "5 seconds have passed." << std::endl;

return 0;

}

在这个示例中，我们使用 std::chrono::steady_clock::now() 函数获取当前时间点，然后加上一个 5 秒的时间段得到一个未来的时间点，最后使用 std::this_thread::sleep_until() 函数等待直到这个时间点的到来。

六、总结

<chrono> 库是 C++11 中一个非常强大和实用的库，它为时间处理提供了丰富的功能和类型安全的接口。通过本文的介绍，我们了解了 <chrono> 库的基本概念，包括时间点、时间段和时钟，以及如何使用它们进行时间计算和处理。同时，我们还介绍了 <chrono> 库在性能测试和定时任务等实际应用场景中的使用方法。希望本文能够帮助小白读者快速入门和掌握 C++11 的 <chrono> 库。

您可能感兴趣的文章 :

原文链接 :

Tag :

从入门到精通C++11 ＜chrono＞库特性

在 C++11 标准中，引入了许多新的库特性，其中chrono库为时间处理提供了强大而灵活的支持。这个库使得在 C++ 中处理时间变得更加方便和精
C++ Sort函数使用场景分析

C++ Sort函数详解前言：sort函数是algorithm库下的一个函数，sort函数是不稳定的，即大小相同的元素在排序后相对顺序可能发生改变，如果某
使用DeepSeek API 结合VSCode提升开发效率

在当今的软件开发领域，API 的使用已经成为不可或缺的一部分。DeepSeek 是一个强大的 API 平台，提供了丰富的功能和数据，可以帮助开发者
使用Cline+deepseek实现VsCode自动化编程

不知道大家有没有听说过cursor这个工具，类似于AI+VsCode的结合体，只要绑定chatgpt、claude等大模型API，就可以实现对话式自助编程，简单闲聊
C++中什么是虚函数

简单地说，那些被virtual关键字修饰的成员函数，就是虚函数。首先：强调一个概念定义一个函数为虚函数，不代表函数为不被实现的函数。
Qt实现文件的压缩和解压缩操作

一、实现方式通过Qt自带的库来实现，使用多线程方式，通过信号和槽来触发压缩与解压缩，并将压缩和解压缩结果回传过来。使用的类：
利用Qt实现FTP服务器并支持多客户端登录

一、效果展示二、源码实现由于源码较多，只分享其中一部分 ftpserverwidget.h 1 2 3 4 5 6 7 8 9 10 11 12 13 14 15 16 17 18 19 20 21 22 23 24 25 26 27 28 29 3
C++11的函数包装器std::function使用

C++中的函数包装器（Function Wrapper）是用来封装和管理函数或可调用对象（如函数指针、函数对象、Lambda 表达式等）的工具。它们使得函数的
C++指针和对象成员访问的区别：`.` 与 `-＞` 的使

在学习 C++ 时，常常会遇到访问对象成员的两种符号：.和-。这两个符号看似简单，但它们的正确使用却需要理解指针和对象的本质差异。对
C++中std::thread{}和std::thread()用法

std::thread{}和std::thread()用法在C++中，std::thread是用于处理线程的类。关于std::thread{}和std::thread()的区别，主要涉及到C++11引入的统一初始化（

从入门到精通C++11 ＜chrono＞库特性

1.1 为什么需要<chrono>库

1.2<chrono>库的基本概念

二、时间段（Duration）

2.1 基本定义和使用

2.2 常用的时间段类型别名

2.3 时间段的算术运算

三、时间点（Time Point）

3.1 基本定义和使用

3.2 时间点的比较和运算

3.3 时间点的转换

四、时钟（Clock）

4.1 系统时钟（System Clock）

4.2 稳定时钟（Steady Clock）

4.3 高分辨率时钟（High Resolution Clock）

五、实际应用场景

5.1 性能测试

5.2 定时任务

六、总结

您可能感兴趣的文章 :

从入门到精通C++11 ＜chrono＞库特性

C++ Sort函数使用场景分析

使用DeepSeek API 结合VSCode提升开发效率

使用Cline+deepseek实现VsCode自动化编程

C++中什么是虚函数

Qt实现文件的压缩和解压缩操作

利用Qt实现FTP服务器并支持多客户端登录

C++11的函数包装器std::function使用

C++指针和对象成员访问的区别：`.` 与 `-＞` 的使

C++中std::thread{}和std::thread()用法

基于Matlab实现多目标粘液霉菌算法的

C语言实现可排序通讯录的代码

C++11语法之右值引用的介绍

WPF中的导航框架的介绍

C语言之水仙花数的介绍

从入门到精通C++11 ＜chrono＞ 库特性

1.1 为什么需要<chrono>库

1.2<chrono>库的基本概念

二、时间段（Duration）

2.1 基本定义和使用

2.2 常用的时间段类型别名

2.3 时间段的算术运算

三、时间点（Time Point）

3.1 基本定义和使用

3.2 时间点的比较和运算

3.3 时间点的转换

四、时钟（Clock）

4.1 系统时钟（System Clock）

4.2 稳定时钟（Steady Clock）

4.3 高分辨率时钟（High Resolution Clock）

五、实际应用场景

5.1 性能测试

5.2 定时任务

六、总结

您可能感兴趣的文章 :

从入门到精通C++11 ＜chrono＞库特性