ratio

先看一下ratio的定义

template<intmax_t N,intmax_t D=1>
class ratio;

ratio是由非类型参数定义的模板，用来定义一个比率N/D，如ratio<1,-2>表示-0.5

标准库中定义的常用ratio类型

duration

duration的定义

template<class Rep, class Period=ratio<1>>
class duration;

表示一个时间段，时间的单位由ratio指定，如Period=ratio<60,1>，表示60/1秒，缺省为1/1，即默认时间单位为1s

如下时间段的定义

std::chrono::duration<int> seconds(2);            // 表示2秒
std::chrono::duration<int,std::milli> ms(2);      // 表示2毫秒
std::chrono::duration<int,std::ratio<60>> min(2); // 表示2分钟

标准库中定义的常用duration类型

std::chrono::hours
std::chrono::minutes
std::chrono::seconds
std::chrono::milliseconds
std::chrono::microseconds
std::chrono::nanoseconds

成员函数count()返回Rep类型的Period的数量

std::chrono::duration<int,std::ratio<60*60*24>> one_day(2); // 2 days
one_day.count();

标准库还提供了duration_cast用于转换duration类型

template<class ToDuration, class Rep, class Period>
constexpr ToDuration duration_cast(const duration<Rep,Period>& dtn)

如下时间段的转换

// 2s
std::chrono::duration<int> seconds(2);
// s to min
auto minutes= std::chrono::duration_cast<duration<double,std::ratio<60>>>(seconds);

time_point

由时钟表示的时间点，一个time_point必须由一个 clock 计时

template<class Clock,class Duration=typename Clock::duration>
class time_point;

获取当前系统时间

// get time
std::chrono::system_clock::time_point now= std::chrono::system_clock::now();

// to time_t
std::time_t now_c= std::chrono::system_clock::to_time_t(now);
std::cout<< ctime(&now_c);

标准库还提供了time_point_cast用于指定时间单位
函数原型如下

template<class ToDuration, class Clock, class Duration>
time_point<Clock,ToDuration> time_point_cast(const time_point<Clock,Duration>& tp);

如下应用，将当前时间与纪元（Thu Jan 1 08:00:00 1970）间隔天数打印

typedef std::chrono::duration<int,std::ratio<60*60*24>> Day;

time_point<system_clock,Day> today= time_point_cast<Day>(system_clock::now());
std::cout<< today.time_since_epoch().count();

时钟

每一个时钟类中都有确定的time_point、duration、Rep和Period

system_clock

std::chrono::system_clock表示当前系统时钟

成员函数

如下示例，在当前时间上增加一天，并打印

std::chrono::duration<int,std::ratio<60*60*24>> one_day(1);
system_clock::time_point today= system_clock::now();
system_clock::time_point tomorrow= today+one_day;

std::time_t tt;
tt= system_clock::to_time_t(today);
std::cout<< ctime(&tt);

缺点：system_clock系统时钟可以修改，如网络对时，所以计时可能不准

steady_clock

该时钟不可修改，每次 tick 都保证了稳定的时间间隔

如下示例，获取程序执行时间

steady_clock::time_point t1= steady_clock::now()

/* your code */

steady_clock::time_point t2= steady_clock::now()
duration<double> time_span= duration_cast<duration<double>>(t2-t1);
std::cout<< time_span.count();

high_resolution_clock

最高精度的时钟，也是不可修改的

注：
尽量不要使用count()和time_since_epoch()
标准库提供了类型安全的机制，防止用户在单位转换时出错，但是这两个函数是例外的

下面提供自定义宏来测试代码运行时间

#include <chrono>
#define TIMERSTART(tag)  auto tag##_start = std::chrono::steady_clock::now(), tag##_end=tag##_start

#define TIMEREND(tag)  tag##_end =  std::chrono::steady_clock::now()

#define DURATION_s(tag)  printf("%s costs %d s\n",#tag, std::chrono::duration_cast<std::chrono::seconds>(tag##_end-tag##_start).count())

#define DURATION_ms(tag) printf("%s costs %d ms\n",#tag, std::chrono::duration_cast<std::chrono::milliseconds>(tag##_end-tag##_start).count());

#define DURATION_us(tag) printf("%s costs %d us\n",#tag, std::chrono::duration_cast<std::chrono::microseconds>(tag##_end-tag##_start).count());

#define DURATION_ns(tag) printf("%s costs %d ns\n",#tag, std::chrono::duration_cast<std::chrono::nanoseconds>(tag##_end-tag##_start).count());

// usage:
//   TIMERSTART(for_loop);
//   for (int i = 0; i < 100000; i++) {
//       i*i;
//   }
//   TIMEREND(for_loop);
//   DURATION_ms(for_loop);