C基础 time.h 简单思路扩展

前言 - time 简单需求

　　时间业务相关代码. 基本属于框架的最底层. 涉及的变动都很小. 以前参与游戏研发时候,

这方面需求不少, 各种被策划花式吊打. 转行开发互联网服务之后很少遇到这方面需求.

但是封装基础库的时候, 这方面好用api 功能是需要的. 在这就抛砖引玉简单包一层.

首先看 time 库的封装有那些基础需求.

0. 线程安全

1. 时间串 和 时间戳互换

2. 时间比较 ... 例如是否在同一天

3. 毫秒精度时间串支持

一切从简单出发, 通过上面需求, 带着大家展开作者的思路.

times.h

#ifndef _H_TIMES
#define _H_TIMES

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

//
// 1s = 1000ms  = 1000000us  = 1000000000ns
// 1秒  1000毫秒  1000000微秒  1000000000纳秒
// ~ 力求最小时间业务单元 ~
//

#ifdef __GNUC__

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

//
// msleep - 睡眠函数, 颗粒度是毫秒.
// m        : 待睡眠的毫秒数
// return   : void
//
inline void msleep(int ms) {
    usleep(ms * );
}

#endif

#ifdef _MSC_VER

#include <windows.h>

inline void msleep(int ms) {
    Sleep(ms);
}

//
// localtime_r - 安全的得到当前时间结构体
// timep        : 输入的时间戳指针
// result       : 返回输出时间结构
// return       : 失败 NULL, 正常返回 result
//
inline struct tm * localtime_r(const time_t * timep, struct tm * result) {
    return localtime_s(result, timep) ? NULL : result;
}

#endif

// times_t - 时间串类型
#define INT_TIMES (64)
typedef char times_t[INT_TIMES];

#endif//_H_TIMES

我们这里通过采用 localtime_r 解决 time_t 获取线程安全问题.

稍微扯一点 其实这里 winds localtime_s 设计思路好于 localtime_r.

            _Check_return_wat_
            static __inline errno_t __CRTDECL localtime_s(
                _Out_ struct tm*    const _Tm,
                _In_  time_t const* const _Time
                )
            {
                return _localtime64_s(_Tm, _Time);
            }

errno_t 显然比 struct tm * 判断语义判断更加精确. 但从已经确定 time_t 实现角度出发. 更好接口设计应该是这样的

errno_t localtime_s(time_t t, struct tm * result);

毕竟 time_t 传入结构就足够.  第 0 个需求 线程安全 就搞定了.

哈哈 看着 __GUNC__ _MSC_VER 突然想笑, 未来也许引进 __clang__. 程序员 = 同类玩同类的生物

正文 - time 简单思路

　　1. 时间串 和 时间戳 互换. 不妨直接从函数实现角度出发. 可以分为两部

　　　　i) 时间串 parse -> struct tm

　　　　ii) struct tm -> time_t

先看第 i 步思路

// times_tm - 从时间串中提取出来年月日时分秒
bool times_tm(times_t tsr, struct tm * pm) {
    int c, num, * es, * py;
    if ((!tsr) || !(c = *tsr) || c < '' || c > '')
        return false;

    num = ;
    es = &pm->tm_sec;
    py = &pm->tm_year;
    do {
        if (c >= '' && c <= '') {
            num =  * num + c - '';
            c = *++tsr;
            continue;
        }

        *py-- = num;
        if (py < es)
            break;

        // 去掉特殊字符, 重新开始
        for (;;) {
            if ((c = *++tsr) == '\0')
                return false;
            if (c >= '' && c <= '')
                break;
        }
        num = ;
    } while (c);

    // true : py < es || c == '\0' && py == es
    if (py < es) return true;
    if (py == es) {
        *es = num;
        return true;
    }
    return false;
}

这个函数为了能够处理下面这些类型的时间串, 并返回简单结果

"2018年3月11日 19点35分59秒"

"2018-03-11 19:35:58"

"2018年03月 :) 19点35分59秒"

... ... ...

后面随意些了, 第 ii 步 struct tm -> time_t

//
// time_get - 解析时间串, 返回时间戳
// tsr          : 时间串内容
// return       : < 0 is error
//
inline time_t
time_get(times_t tsr) {
    struct tm m;
    // 先高效解析出年月日时分秒
    if (!times_tm(tsr, &m))
        return -;

    // 得到时间戳, 失败返回false
    m.tm_mon -= ;
    m.tm_year -= ;
    return mktime(&m);
}

不知道有没有人好奇为什么会出现魔法数字, 1 1900. (注 0, -1 是 api 设计中默认潜规则的魔法数字)

这个主要是遵从编译器 c runtime 底层设计的风格, 看下面

//-+-+-+-+-+-+-+-+-+-+-+-+-+-+-+-+-+-+-+-+-+-+-+-+-+-+-+-+-+-+-+-+-+-+-+-+-+-+-+
//
// Types
//
//-+-+-+-+-+-+-+-+-+-+-+-+-+-+-+-+-+-+-+-+-+-+-+-+-+-+-+-+-+-+-+-+-+-+-+-+-+-+-+
struct tm
{
    int tm_sec;   // seconds after the minute - [0, 60] including leap second
    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
};

这么多数字. 说白了和数学有点关系的就直接数字吧. 来个宏有可能更不懂. 这里写代码有个原则

　　最底层代码怎么写, 咱们就怎么写.

应用到社会生活中, 老大怎么弄, 咱们就怎么弄. 他打那我们射那 ... .... (ps: sb 哲学)

　　2. 时间比较 ... 例如是否在同一天

　　这个实现思路, 涉及到时区问题. 我在这里只实现了 China 部分.

//
// time_day - 判断时间戳是否是同一天
// n            : 第一个时间戳
// t            : 第二个时间戳
// return       : true 表示同一天
//
inline bool
time_day(time_t n, time_t t) {
    // China local 适用, 得到当前天数
    // GMT [World] + 8 * 3600 = CST [China]
    n = (n + 8UL * ) / ( * );
    t = (t + 8UL * ) / ( * );
    return n == t;
}

在国际化思路中. 可以通过 Configure 处理.

对上面函数包装一个语法糖函数如下

//
// time_now - 判断时间戳是否是今天
// t            : 待判断的时间戳
// return       : 返回当前时间戳, -1 is error
//
inline time_t
time_now(time_t t) {
    time_t n = time(NULL);
    return time_day(n, t) ? n : -;
}

或者直接通过时间串比较

//
// times_day - 判断时间串是否是同一天
// ns           : 第一个时间串
// ts           : 第二个时间串
// return       : true 表示同一天
//
bool
times_day(times_t ns, times_t ts) {
    time_t t, n = time_get(ns);
    // 解析失败直接返回结果
    if ( (n < ) || ((t = time_get(ts)) < ))
        return false;
    return time_day(n, t);
}

更多相关判断业务, 也就是拼接积木了. 可以自己玩玩.

　　3. 毫秒精度时间串支持

　这里我是这么封装的, 首先看声明

//
// times_fmt - 通过 fmt 格式最终拼接一个字符串
// fmt          : 必须包含 %04d %02d %02d %02d %02d %02d %03ld
// buf          : 最终保存的内容
// sz           : buf 长度
// return       : 返回生成串长度
//
int times_fmt(const char * fmt, char buf[], size_t sz);

//
// times_str - 得到毫秒串 [2016-07-10 22:38:34 500]
// osr          : 返回生成串
// return       : 返回生成串长度
//
#define STR_TIMES "%04d-%02d-%02d %02d:%02d:%02d %03ld"
inline int times_str(times_t osr) {
    return times_fmt(STR_TIMES, osr, sizeof(times_t));
}

随后是实现部分

int
times_fmt(const char * fmt, char buf[], size_t sz) {
    struct tm m;
    struct timespec s;

    timespec_get(&s, TIME_UTC);
    localtime_r(&s.tv_sec, &m);

    return snprintf(buf, sz, fmt,
                    m.tm_year + , m.tm_mon + , m.tm_mday,
                    m.tm_hour, m.tm_min, m.tm_sec,
                    s.tv_nsec / );
}

思路直白. 通过 struct tm 中各个字段意义填充. 使用 timespec_get 得到纳秒级别时间精度.

times_str 在 log 日志库封装中很常用

很简单是不是. 更多的封装, 可以在链接接口设计中扩展出去

　　times.h https://github.com/wangzhione/structc/blob/master/structc/system/times.h

开始起源于时光和星空 ~ 也许那些是真随机 : )

后记 - time 纯属扯淡

　　

　　BUG 一定存在, 希望都在修改中提高. 心无旁贷　~