假设 time_t 以秒为单位有多安全？

Question

我正在做很多时间计算，通过添加秒来构建相对于其他时间对象的时间对象。 该代码应该在嵌入式设备和服务器上运行。 大多数文档都说time_t是某种算术类型，通常存储自纪元以来的时间。 假设time_t从某事起存储秒数有多安全？ 如果我们可以假设，那么我们可以只使用加法和减法而不是localtime 、 mktime和difftime 。

到目前为止，我已经通过使用constexpr bool time_tUsesSeconds解决了这个问题，表示假设time_t使用秒是否安全。 如果假设time_t以秒为单位是不可移植的，有没有办法自动初始化该常量？

time_t timeByAddingSeconds(time_t theTime, int timeIntervalSeconds) {
    if (Time_tUsesSeconds){
        return theTime + timeIntervalSeconds;
    } else {
        tm timeComponents = *localtime(&theTime);
        timeComponents.tm_sec += timeIntervalSeconds;
        return mktime(&timeComponents);
    }
}

Answer 1

POSIX 规范规定了它以秒为单位的事实，因此，如果您正在为符合 POSIX 的环境编码，则可以依靠它。

C++ 标准还规定time_t必须是算术类型。

无论如何，Unix 计时系统（自 Epoch 以来的第二个）将在 2038 年溢出。因此，很可能在此日期之前，C++ 实现将切换到其他非 int 数据类型（64 位 int 或 a更复杂的数据类型）。 无论如何，切换到 64 位 int 会破坏与以前代码的二进制兼容性（因为它需要更大的变量），并且应该重新编译所有内容。 使用 32 位不透明句柄不会破坏二进制兼容性，您可以更改底层库，并且一切仍然有效，但是time_t不再是以秒为单位的时间，它将是以秒为单位的时间数组的索引。 出于这个原因，建议您使用您提到的函数来操作time_t值，并且不要对time_t做任何假设。

Answer 2

标准 C 或标准 C++ 中对time_t表示的单位没有要求。 要便携地使用秒，您需要使用struct tm 。 您可以使用mktime和localtime在time_t和struct tm之间进行转换。

Answer 3

由于time_t是一种算术类型，而不是确定time_t是否以秒为单位，您可以改为计算代表一秒的time_t值，然后使用它。 我之前写的这个答案解释了该方法并有一些注意事项，这里有一些示例代码（ bad_time()是一个自定义异常类，这里）：

time_t get_sec_diff() {
    std::tm datum_day;
    datum_day.tm_sec = 0;
    datum_day.tm_min = 0;
    datum_day.tm_hour = 12;
    datum_day.tm_mday = 2;
    datum_day.tm_mon = 0;
    datum_day.tm_year = 30;
    datum_day.tm_isdst = -1;

    const time_t datum_time = mktime(&datum_day);
    if ( datum_time == -1 ) {
        throw bad_time();
    }

    datum_day.tm_sec += 1;
    const time_t next_sec_time = mktime(&datum_day);
    if ( next_sec_time == -1 ) {
        throw bad_time();
    }

    return (next_sec_time - datum_time);
}

您可以调用该函数一次并将值存储在一个常量中，然后在需要time_t秒时使用它。 我不认为它会在constexpr工作。

Answer 4

如果 C++11 可用，您可以使用std::chrono::system_clock to_time_t std::chrono::system_clock的to_time_t和from_time_t与std::chrono::time_point from_time_t相互转换，并使用std::chrono::time_point的算术运算符。

如果您的计算涉及公历，您可以使用HowardHinnant/date库，或 C++20 的chrono新日历工具（它们具有基本相同的 API ）。

Answer 5

我的两分钱：在 Windows 上，随着时间的推移以秒为单位，但一秒增加到下一秒所需的时间通常为 18*54.925 毫秒，有时为 19*54.925。 原因在这篇文章中有解释。

Answer 6

（回答自己的问题）

一个答案表明，只要使用 posix， time_t就以秒为单位，并且time_t算术应该可以工作。

第二个答案计算每秒的 time_t，并在进行算术时将其用作因子。 但是仍然有一些关于time_t假设。

最后我决定可移植性更重要，我不希望我的代码在某些嵌入式设备上默默地失败。 所以我使用了第三种方式。 它涉及存储一个整数，表示自程序启动以来的时间。 即我定义

 const static time_t time0 = time(nullptr);
 static tm time0Components = *localtime(&time0);

整个程序中使用的所有时间值都只是整数，表示自time0以来的时间差（以秒为time0 。 为了从time_t到这个增量秒，我使用difftime 。 回到time_t ，我使用这样的东西：

time_t getTime_t(int timeDeltaSeconds) {
    tm components = time0Components;
    components.tm_sec += timeDeltaSeconds;
    return mktime(&components);
}

这种方法允许像+ ， -这样的操作便宜，但回到time_t是昂贵的。 请注意，时间增量值仅对程序的当前运行有意义。 另请注意，当时区发生变化时，必须更新 time0Components。