C++开发基础之日期处理的全面指南：从C库到Chrono

📚 目录

• 一、C语言时代的日期处理：<ctime>
  • 1. 获取当前时间
  • 2. 使用更安全的 localtime_s()
  • 3. 结构体 std::tm 解析
  • 4. 时间字符串与格式化
• 二、现代C++的时间库：<chrono>
  • 1. 获取当前时间
  • 2. 高精度时间点与持续时间
  • 3. 时间单位与类型系统
  • 4. 日期与格式化输出（C++20）
• 三、实战：计算两个日期的差值
• 四、混合使用：兼容旧接口
• 五、总结与最佳实践
• 六、结语
• 七、推荐阅读

一、C语言时代的日期处理：<ctime>

早期C++主要沿用C语言的时间接口，定义在头文件 <ctime> 中。
其核心结构是 std::time_t（自1970年1月1日以来的秒数）与 std::tm（本地时间结构体）。

1. 获取当前时间

#define _CRT_SECURE_NO_WARNINGS
#include <ctime>
#include <iostream>int main() {std::time_t now = std::time(nullptr);  // 获取当前时间（自1970-01-01起的秒数）std::cout << "time_t: " << now << std::endl;// 转换为本地时间std::tm* localTime = std::localtime(&now);std::cout << "Local time: "<< 1900 + localTime->tm_year << "-"<< 1 + localTime->tm_mon << "-"<< localTime->tm_mday << " "<< localTime->tm_hour << ":"<< localTime->tm_min << ":"<< localTime->tm_sec << std::endl;return 0;
}

输出示例：

error C4996: ‘localtime’: This function or variable may be unsafe.
Consider using localtime_s instead.
To disable deprecation, use _CRT_SECURE_NO_WARNINGS.

是 Visual Studio 的安全警告机制（Secure CRT） 发出的，
它认为 localtime() 是不安全的（因为它返回的 tm* 指向全局静态对象，可能线程不安全）。

2. 使用更安全的 localtime_s()

#include <ctime>
#include <iostream>int main() {std::time_t now = std::time(nullptr);std::tm localTime{};localtime_s(&localTime, &now);  // ✅ 安全版本std::cout << "Local time: "<< 1900 + localTime.tm_year << "-"<< 1 + localTime.tm_mon << "-"<< localTime.tm_mday << " "<< localTime.tm_hour << ":"<< localTime.tm_min << ":"<< localTime.tm_sec << std::endl;return 0;
}

💡 localtime_s 的参数顺序是：
int localtime_s(struct tm* _Tm, const time_t* _Time);
注意与 POSIX 的 localtime_r() 参数顺序相反！

输出示例：

3. 结构体 std::tm 解析

字段	含义	示例
tm_year	年份偏移量（从1900开始）	125 → 2025
tm_mon	月份，从0开始	0~11
tm_mday	日（1~31）	10
tm_hour	时（0~23）	23
tm_min	分（0~59）	28
tm_sec	秒（0~59）	14

因此，格式化时常常要加上 1900 和 1 修正。

4. 时间字符串与格式化

char buffer[64];
std::strftime(buffer, sizeof(buffer), "%Y-%m-%d %H:%M:%S", localTime);
std::cout << "Formatted time: " << buffer << std::endl;

输出：

Formatted time: 2025-10-10 23:28:14

缺点：

• 容易出错（结构体字段不直观）
• 不支持毫秒、纳秒
• 不便于时间计算

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二、现代C++的时间库：<chrono>

C++11 引入的 <chrono> 库带来了强类型时间系统。
它更安全、更精确，也更符合现代开发习惯。

1. 获取当前时间

#define _CRT_SECURE_NO_WARNINGS
#include <chrono>
#include <iostream>int main() {auto now = std::chrono::system_clock::now();std::time_t t = std::chrono::system_clock::to_time_t(now);std::cout << "Current time: " << std::ctime(&t);
}

输出：

2. 高精度时间点与持续时间

#include <chrono>
#include <iostream>
#include <thread>int main() {auto start = std::chrono::steady_clock::now();std::this_thread::sleep_for(std::chrono::milliseconds(500));auto end = std::chrono::steady_clock::now();auto duration = std::chrono::duration_cast<std::chrono::milliseconds>(end - start);std::cout << "Elapsed: " << duration.count() << " ms\n";
}

输出：

✅ steady_clock 单调递增，不受系统时间调整影响，适合用于性能测试。

3. 时间单位与类型系统

using namespace std::chrono_literals;auto delay = 2s + 500ms;
std::cout << delay.count() << " milliseconds total\n";

输出：

单位	类型名
秒	std::chrono::seconds
毫秒	std::chrono::milliseconds
微秒	std::chrono::microseconds
纳秒	std::chrono::nanoseconds

4. 日期与格式化输出（C++20）

C++20 新增了日期类型与格式化支持：

#include <chrono>
#include <iostream>
#include <format>int main() {using namespace std::chrono;auto now = system_clock::now();auto today = floor<days>(now);year_month_day ymd{today};std::cout << std::format("Today is: {:%Y-%m-%d}\n", ymd);
}

输出：

日期加减也更直观：

auto tomorrow = sys_days{ ymd } + days{ 1 };
std::cout << std::format("Tomorrow: {:%Y-%m-%d}\n", tomorrow);

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三、实战：计算两个日期的差值

#include <chrono>
#include <iostream>int main() {using namespace std::chrono;year_month_day start{year{2025}, month{1}, day{1}};year_month_day end{year{2025}, month{10}, day{10}};auto diff = sys_days{end} - sys_days{start};std::cout << "Days between: " << diff.count() << " days\n";
}

输出：

四、混合使用：兼容旧接口

在实际工程中，常常需要兼容旧API（日志系统、数据库等）。

auto now = std::chrono::system_clock::now();
std::time_t t = std::chrono::system_clock::to_time_t(now);
std::tm* tm = std::localtime(&t);

反向转换：

std::time_t t = std::time(nullptr);
auto tp = std::chrono::system_clock::from_time_t(t);

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五、总结与最佳实践

需求	推荐方案	理由
获取系统时间	std::chrono::system_clock::now()	高精度、类型安全
计算时间间隔	steady_clock	不受系统调整影响
格式化输出	std::format("{:%Y-%m-%d %H:%M:%S}", tp)	简洁优雅
日期差值	year_month_day + sys_days	精准直观
与旧接口兼容	<ctime> 转换	平滑迁移

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六、结语

从 time_t 到 std::chrono，C++ 的时间处理终于从“痛苦拼结构体”升级为“类型安全 + 可读 + 精准”的现代方案。

如果你还在用 std::tm 做日期计算，
不妨试试 std::chrono ——
它不仅让代码更优雅，也能避免那些年年踩的时间坑。

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七、推荐阅读

• 📘 cppreference: <chrono>
• ⏳ Howard Hinnant’s date library — <chrono> 的灵感来源
• 🧭 C++20 <format> 时间格式化