时间工具程序

在编写程序时，我们常常需要定时执行一些任务。例如，标准库mutexes和locks提供了的一些选项就需要这一定时功能：线程等待一段时间(duration)或者等到某一给定时刻(time_point)。

如果你需要得到当前时刻，你可以调用system_clock、monotonic_clock、high_resolution_clock中任何一个时钟的now()方法。例如：

monotonic_clock::time_point t = monotonic_clock::now();
// 执行一些代码
monotonic_clock::duration d = monotonic_clock::now() – t;
// 一些需要d个单位时间的任务

在上面例子中，一个时钟返回一个time_point和一个duration。其中duration是该时钟它返回的两个time_point的差值。如果你对细节不感兴趣，你可以使用auto类型。

auto t = monotonic_clock::now();
// 执行一些代码
auto d = monotonic_clock::now() – t;
// 一些需要d个单位时间的任务

这里提供的时间工具是为了高效支持系统内部的应用。它们不会提供便捷的工具来帮助你维护你的社交日历。事实上，这些时间工具源自于高能物理对时间度量的高精度要求。为了能够表达所有的时间尺度（比如世纪和皮秒），同时避免单位、打字排版以及舍入时的混淆，使用编译时的有理数包来表示duration和time_point。一个duration由两部分组成：一个数字时钟”tick”（滴答）和能够表示一个tick期望(一秒还是一毫秒？)的事物（一个period）。这里的period是duration类型的一部分。下面的表格摘自标准头文件中，它定义了国际单位系统中的period。这或许会帮助你明白它们的使用范围。

// 为方便起见，对国际单位做的typedef:
typedef ratio<1, 1000000000000000000000000> yocto;  // 有条件的支持
typedef ratio<1,    1000000000000000000000> zepto;  // 有条件的支持
typedef ratio<1,       1000000000000000000> atto;
typedef ratio<1,          1000000000000000> femto;
typedef ratio<1,             1000000000000> pico;
typedef ratio<1,                1000000000> nano;
typedef ratio<1,                   1000000> micro;
typedef ratio<1,                      1000> milli;
typedef ratio<1,                       100> centi;
typedef ratio<1,                        10> deci;
typedef ratio<                       10, 1> deca;
typedef ratio<                      100, 1> hecto;
typedef ratio<                     1000, 1> kilo;
typedef ratio<                  1000000, 1> mega;    
typedef ratio<               1000000000, 1> giga;
typedef ratio<            1000000000000, 1> tera;
typedef ratio<         1000000000000000, 1> peta;
typedef ratio<      1000000000000000000, 1> exa;    
typedef ratio<   1000000000000000000000, 1> zetta;  //有条件的支持
typedef ratio<1000000000000000000000000, 1> yotta;  //有条件的支持

编译时有理数提供的常用算术操作符(+, -, *, and /)和比较操作符 (==, !=, < , <=, >, >=)适用于合理的duration和time_point组合（比如你不能对两个time_point进行加法运算）。系统会对这些运算进行溢出以及除数为0的检查。由于这是编译时的工具，所以不用担心它在的运行时的性能。另外，你还可以使用++、–、+=、-=以及/=来操作duration，同时可以使用tp+=d和tp-=d来操作time_point tp和duration d。

下面是一些使用定义在中的duration类型的例子：

microseconds mms = 12345;
milliseconds ms = 123;
seconds s = 10;
minutes m = 30;
hours h = 34;

auto x = std::chrono::hours(3);    // 显式使用命名空间
auto x = hours(2)+minutes(35)+seconds(9); // 假设合适的”using”

你不能用一个分数来初始化duration。比如，不要用2.5秒，而应该用2500毫秒。这是因为duration被解释为若干个tick，而每个tick表示一个duration时间段的单位，比如上面例子中所定义的milli和kilo。所以必须用整数来初始化。Duration的默认单位是秒。也就是说，时间段为1的tick被解释为1秒。在程序中，我们也可以指明duration的单位。

duration d0 = 5;        // 秒 (默认值)
duration d1 = 99;        // 千秒
duration > d2 = 100;    // d1和d2的类型相同

如果我们想利用duration来做一些事（比如打印出这个duration的值），那么我们必须给出它的单位。如：分钟或者微妙。例如：

auto t = monotonic_clock::now();
// 执行一些代码
nanoseconds d = monotonic_clock::now() – t;    // 我们希望结果的单位是纳秒
cout << “something took ” << d << “nanosecondsn”;

或者，我们可以将duration转换成一个浮点数

auto t = monotonic_clock::now();
//执行一些代码
auto d = monotonic_clock::now() – t;
cout << “something took ” << duration(d).count() << “secondsn”;

这里的count()返回tick的数量。

同时可参考：

(翻译：Yibo Zhu)