Основы программирования в Linux

Время и дата

Программе часто полезно иметь возможность определить время и дату. Возможно, она хочет зарегистрировать длительность собственного выполнения или ей нужно изменять свое поведение в определенные моменты времени. Например, игра может отказываться запускаться в рабочие часы или программа резервного копирования по расписанию хочет дождаться ранних часов, прежде чем начать резервное копирование в автоматическом режиме.

Примечание

Во всех системах UNIX применяется одна и та же точка отсчета времени и дат: полночь по Гринвичу (GMT) на 1 января 1970 г. Это "начало эпохи UNIX", и ОС Linux — не исключение. Время в системе Linux измеряется в секундах, начиная с этого момента времени. Такой способ обработки аналогичен принятому в системе MS-DOS за исключением того, что эпоха MS-DOS началась в 1980 г. В других системах применяют точки отсчета иных эпох.

Время задается с помощью типа time_t. Это целочисленный тип, достаточный для хранения дат и времени в секундах. В Linux-подобных системах это тип long integer (длинное целое), определенный вместе с функциями, предназначенными для обработки значений времени, в заголовочном файле time.h.

Примечание

Не думайте, что для хранения времени достаточно 32 битов. В системах UNIX и Linux, использующих 32-разрядный тип time_t, временное значение "будет превышено" в 2038 г. Мы надеемся, что к тому времени системы перейдут на тип time_t, содержащий более 32 битов. Недавнее широкое внедрение 64-разрядных процессоров превращает это практически в неизбежность.

  #include <time.h>
  time_t time(time_t *tloc);

Вы можете найти низкоуровневое значение времени, вызвав функцию time, которая вернет количество секунд с начала эпохи (упражнение 4.6). Она также запишет возвращаемое значение по адресу памяти, на который указывает параметр tloc, если он — непустой указатель.

Упражнение 4. Функция time

Далее для демонстрации функции time приведена простая программа envtime.c.

 #include <time.h>
 #include <stdio.h>
 #include <unistd.h>
 #include <stdlib.h>

 int main {
  int i;
  time_t the_time;
  for (i = 1; i <= 10; i++) {
  the_time = time((time_t *)0);
  printf("The time is %ld\n", the_time);
  sleep(2);
  }
  exit(0);
 }

Когда вы запустите программу, она будет выводить низкоуровневое значение времени каждые 2 секунды в течение 20 секунд.

 $ ./anytime
 The time is 1179643852
 The time is 1179643854
 The time is 1179643856
 The time is 1179643858
 The time is 1179643860
 The time is 1179643862
 The time is 1179643864
 The time is 1179643866
 The time is 1179643868
 The time is 1179643870

Как это работает

Программа вызывает функцию time с пустым указателем в качестве аргумента, которая возвращает время и дату как количество секунд. Программа засыпает на две секунды и повторяет вызов time в целом 10 раз.

Использование времени и даты в виде количества секунд, прошедших с начала 1970 г., может быть полезно для измерения длительности чего-либо. Вы сможете сосчитать простую разность значений, полученных из двух вызовов функции time. Однако комитет, разрабатывавший стандарт языка ISO/ANSI С, в своих решениях не указал, что тип time_t будет применяться для определения произвольных интервалов времени в секундах, поэтому была придумана функция difftime, которая вычисляет разность в секундах между двумя значениями типа time_t и возвращает ее как величину типа double:

  #include <time.h>
  double difftime(time_t time1, time_t time2);

Функция difftime вычисляет разницу между двумя временными значениями и возвращает величину, эквивалентную выражениювремя1–время2, как число с плавающей точкой. В ОС Linux значение, возвращаемое функцией time, — это количество секунд, которое может обрабатываться, но для максимальной переносимости следует применять функцию difftime.

Для представления времени и даты в более осмысленном (с человеческой точки зрения) виде мы должны преобразовать значение времени в понятные время и дату. Для этого существуют стандартные функции.

Функция gmtime подразделяет низкоуровневое значение времени на структуру, содержащую более привычные поля:

  #include <time.h>
  struct tm *gmtime(const time_t timeval)

В структуре tm, как минимум, определены элементы, перечисленные в табл. 4.2.

Таблица 4.2

Элемент tm	Описание
int tm_sec	Секунды, 0–61
int tm_min	Минуты, 0–59
int tm_hour	Часы, 0–23
int tm_mday	День в месяце, 1–31
int tm_mon	Месяц в году, 0–11 (January (январь) соответствует 0)
int tm_year	Годы, начиная с 1900 г.
int tm_wday	День недели, 0–6 (Sunday (воскресенье) соответствует 0)
int tm_yday	День в году, 0–365
int tm_isdst	Действующее летнее время

Диапазон элемента tm_sec допускает появление время от времени корректировочной секунды или удвоенной корректировочной секунды.

Выполните упражнение 4.7.

Упражнение 4.7. Функция gmtime

Далее приведена программа gmtime.с, выводящая текущие время и дату с помощью структуры tm и функции gmtime.

 #include <time.h>
 #include <stdio.h>
 #include <stdlib.h>

 int main {
  struct tm *tm_ptr;
  time_t the_time;
  (void)time(&the_time);
  tm_ptr = gmtime(&the_time);
  printf("Raw time is %ld\n", the_time);
  printf("gmtime gives:\n");
  printf("date: %02d/%02d/%02d\n",
 tm_ptr->tm_year, tm_ptr->tm_mon+1, tm_ptr->tm_mday);
  printf("time: %02d:%02d:%02d\n",