支持时间算术的 C++ 标准库答案

【问题标题】：C++ Standard library that supports time arithmetic支持时间算术的 C++ 标准库
【发布时间】：2017-07-29 17:33:27
【问题描述】：

我有很多格式为“HH:MM”的字符串，我必须经常对它们进行算术运算（例如加 5 分钟、加 24 小时等）。

我想知道标准库中是否有任何内置类可以处理此类算术，而不必手动更改字符串和处理极端情况？

【问题讨论】：

在我看来，在输入时将这些字符串转换为整数会更容易，做任何你想要的算术，然后将其转换回这种格式进行输出。
@Mattenii 这就是我现在正在做的事情。但是，有时我需要加上“168”分钟。然后我需要找到多少小时，多少分钟，检查分钟是否超过 59，迭代小时，添加小时数，看看它是否超过 23，如果它确实采用了 mod 24。看起来仅做一项基本任务（我猜这不仅仅是我的问题），这就是为什么我要问是否有任何本地支持。
也就是说，时代在不断地改变，而不仅仅是改变一次。所以我想要一个自动处理时间转换/时间差异的类。
但是如果你只存储一个数字，比如分钟，那么你可以添加分钟没问题，小时只需要乘以60。
听起来您想转换为std::time_t 并对其执行任何操作，然后将其转换回您喜欢的任何格式的字符串。看看<ctime> 标准库。

【解决方案1】：

如果您没有strptime 可用，并且如果您有<chrono> 并且不想在C API 中胡闹，您可以使用Howard Hinnant's free, open-source, portable datetime library 编写帮助程序来与@987654324 相互转换@。

所以从字符串转换为分钟，做任何你需要的计算，然后再转换回字符串：

#include "date.h"
#include <iostream>
#include <string>
#include <sstream>

std::chrono::minutes
to_minutes(const std::string& s)
{
    std::istringstream in{s};
    in.exceptions(std::ios::failbit);
    std::chrono::minutes m;
    in >> date::parse("%H:%M", m);
    return m;
}

std::string
to_string(std::chrono::minutes m)
{
    return date::format("%H:%M", m);
}

int
main()
{
    using namespace std::chrono_literals;
    std::cout << to_string(to_minutes("5:47") + 2h + 168min) << '\n';
}

输出：

10:35

此库已移植到最新版本的 VS、gcc 和 clang。

您还可以使用此库无缝地处理不同的精度，例如秒，甚至毫秒，甚至可以将您需要的所有精度混合在一起：

std::chrono::milliseconds
to_milliseconds(const std::string& s)
{
    std::istringstream in{s};
    in.exceptions(std::ios::failbit);
    std::chrono::milliseconds ms;
    in >> date::parse("%T", ms);
    return ms;
}

std::string
to_string(std::chrono::milliseconds ms)
{
    return date::format("%T", ms);
}

// ...

    std::cout << to_string(to_minutes("5:47") + 2h + 168min +
                           122s + 465ms + to_milliseconds("1:23:02.123")) << '\n';

输出：

12:00:04.588

【讨论】：

本应该想到 Howard Hinnant 会在推荐 Howard Hinnant 的图书馆方面打败我……

【解决方案2】：

使用<ctime>，您可以将 HH:MM 字符串转换为struct tm，如下所示：

struct tm time_components;
memset(&time_components, 0, sizeof(struct tm));
time_components.tm_year = 2017;
strptime("01:45", "%H:%M", &time_components);

这假设您有 strptime 可用。如果没有，请使用sscanf 或类似的东西来提取你的小时和分钟组件——我相信你已经这样做了。我将tm_year 设置在那里，否则它为零，这不是稍后转换为time_t 的有效年份。

我们可以使用strftime 轻松地将tm 结构体转换回HH:MM 字符串。

char buf[6];
strftime(buf, 6, "%H:%M", &time_components);

printf("time_components before manipulation: %s\n", buf);

但是如何操纵它呢？我的第一个想法是'只需转换为time_t 并添加/减去你想要的秒数'。但是time_t 不能保证在几秒钟内，所以不要那样做。相反，将您喜欢的分钟数添加到tm 结构的tm_min 组件，然后用它调用mktime，这将正确处理超出小时/分钟/秒的正常范围的任何值。那时你有一个time_t，我们不想弄乱它，所以只需使用localtime 将back 转换为tm。 localtime 将反映mktime 中发生的转换，因此您不必担心时区等问题。现在您已经基本规范化了tm 结构，并且溢出的分钟已转换为小时，溢出的小时已转换为天。

time_components.tm_min += 65; // Add 65 minutes. Negative values work as expected too!
time_t temp_time = mktime(&time_components);
struct tm* adjusted_time = localtime(&temp_time);
strftime(buf, 6, "%H:%M", adjusted_time);
printf("adjusted_time: %s\n", buf);

adjusted_time 指针似乎指向内部tm 结构，该结构将在任何后续调用mktime 或gmtime 时发生变化，仅供参考。

毫无疑问，这是一种相当糟糕的方法。如果您需要做的只是处理分钟/小时溢出和简单的算术运算，我会很想自己动手或寻找其他地方。

【讨论】：

【解决方案3】：

http://en.cppreference.com/w/cpp/chrono/duration 支持你想要的算术和类型，但我不认为你可以从字符串构造。

但是您可以使用Boost Chrono。在大多数情况下，我倾向于使用它，因为如果我要处理小时和分钟的问题，我将来可能最终也会处理日期。

【讨论】：