Кафедра: Автоматика и Информационные Технологии

Структуры и функции времени

Дается обзор и описание встроенных структур данных, связанных с датами и временем. Дается описание основных функций времени. Приводятся практические задания для лучшего усвоения материала, а также указания по подготовке и выполнению лабораторных заданий.

СОДЕРЖАНИЕ

struct time{

Рассмотрим остальные функции стандартной библиотеки, связанные с исчислением и преобразованием времени.

1.3. Преобразование времени из секунд в строку со временем

Так как представление периода времени в секундах не совсем привычно и не всегда удобно для человека, функция сtimе() преобразует величину типа loпg в текстовую строку.

char *ctime(long *time);

Возвращает строку из 26 символов. Параметр time аналогичен параметру timeptr в функции time.

Посмотрим, сказывается ли на работе этой функции значение переменной TZ:

#include <time.h>

#include <stdio.h>

void main()

{

long period;

time(&period);

printf("С 01/01/1970 прошло %ld секунд\n",period);

printf("Текущая дата и время: %s \n",ctime(&period));

}

Итак, все в порядке - дата и время выводятся правильно. Единственным недостатком работы всей группы функций времени является отсутствие ;'обратной силы" - любой день до 1 января 1970 года считается днем 1 января 1970 года.

1.4. Одновременная работа с датой и временем

Текущее время можно получить и более замысловатым путем. Довольно обыденным является представление времени в виде нескольких компонент - номера месяца, дня месяца и недели и так далее. Для такого представления существует специальная подробная структура - tm, описанная в том же hеаdеr-файле <time.h>.

Две функции

struct tm *gmtime(long *timeptr);

struct tm *localtime(long *timeptr);

заполняют эту структуру. Первая из них делает это для Гринвичского меридиана, а вторая, как следует из названия, для местного часового пояса.

Функция

long mktime(struct tm *timeptr);

производит обратное действие - преобразует структуру tm в количество секунд после эпохи до момента, записанного в структуре. Одновременно она устанавливает день недели. При неправильной дате или времени возвращает -1. Для некоторых неправильных дат mktime пытается подправить эту дату в самой структуре tm и не возвращает признак ошибки -1.

Функция

char *asctime(struct tm *timeptr);

преобразует структуру tm в строку, эквивалентную возвращаемой функцией ctime().

1.5. Представление текущего времени в строку

Удобному представлению времени служит еще одна функция _strtime()

char *_strtime(char *time);

Функция _strtime() копирует текущее время в буфер, на который указывает аргумент tiтe, по формату "hh:mm:ss", где hh - две цифры, представляющие час в 24-часовой записи, mm - две цифры, представляющие минуты, а ss - две цифры, соответствующие секундам. Буфер должен быть выделен заранее и его длина должна составлять, по крайней мере, девять байт.

1.6. Работа с тиками

Функция clock() сообщает вызывающей программе процессорное время, затраченное с момента начала исполнения этой программы.

clock_t clock(void);

Функция может быть использована для определения временного интервала между двумя событиями. Для перевода количества тиков в секунды необходимо воспользоваться делителем CLK_TCK.

1.7. Изменение даты и времени модификации файла

Функция utime( ) изменяет дату и время модификации файла.

int utime(char *pathname, struct utimebuf *timeptr);

Структура utimbuf объявлена в файле <sys\utime.h>

struct utimbuf {

time_t actime; /*время доступа к файлу*/

Поскольку файловая система DOS поддерживает только время модификации файла, функция utime поле actime игнорирует.

Если вместо адреса этой структуры функции utiтe() передается NULL, в качестве времени модификации используется текущее системное время. Файл должен иметь разрешение на запись. Код возврата: О при успешном изменении времени модификации файла и -1 при ошибке, определяемой с помощью переменной errno:

EACCES Pathname is directory ог read-only file

EMFILE Тоо many ореn files.

ENOENT File or path name not found

1.8. Работа с системными часами

Вернемся опять к системным часам. Мы не будем вдаваться в подробное рассмотрение устройства таймера, отметим, что он вырабатывает системное прерывание INT 8Н, которое называется "тиком". Тик производится примерно 18,2 раза в секунду, то есть примерно каждые 55 миллисекунд (частота осциллятора системных часов - 1,19318 МГц, деленная на 65536). Пользуясь этим, мы можем производить необходимые машинно-независимые задержки времени, например для генерации звуков. Количество тиков (происшедших с последней полуночи) с помощью прерывания INT 1АН даст нам функция _bios_tiтeofday(). С ее помощью можно также установить новое число тиков. Если с момента последнего чтения или установления тиков миновала полночь, _bios_tiтeofday() возвращает 1, в противном случае - 0. При переходе через полночь необходимо прибавить к имеющимся тикам их количество в полных сутках - 1573040 (или 0x01800B0L).

unsigned _bios_timeofday(unsigntd service, long *timeval);

Переменная timeval указывает на количество тиков. Параметр service равен 0 при получении счетчика тиков и 1 при установлении нового количества тиков.

Текст _blos_tiтeofday() выглядит, вероятно, таким образом:

unsigned _bios_timeofday(unsigntd service, long *timeval)

{

union REGS inregs, outregs;

inregs.h.ah = service;

if(service)

{

inregs.x.cx = *timeval >> 0x10; /*старший байт*/

inregs.x.dx = *timeval; /*младший байт*/

}

int86(0x1A, &inregs, &outregs);

if(!service)

*timeval = outregs.x.dx + (outregs.x.cx << 0x10);

return outregs.h.al;

}

Отметим, что для перевода тиков в секунды необходим множитель 1l93180L/65536, обратный частоте генерации тиков. Итого в минуте 1092 тиков, а в часе - 65 543.

1.9. Получение/установка системной даты

void getdate(struct date *pdate);

В обоих случаях структура *pdate должна быть подготовлена заранее.

1.10. Получение/установка системного времени

void gettime(struct date *ptime);

В обоих случаях структура *ptime должна быть подготовлена заранее.

1.11. Установка системной даты и времени по секундам

int stime(time_t *t);

Секунды *t считаются после 01/01/1970, 00:00:00. Функция возвращает 0.

1.12. Функции задержки

void delay(unsigned msec);

Задерживает работу исполняемой программы на msec миллисекунд. Функция работает с точностью до миллисекунды. Максимальное время задержки примерно 65

void sleep(unsigned sec);

Задерживает работу исполняемой программы на sec секунд. Максимальное время задержки 65535 сек, около 18 часов.

1.13. Схема взаимодействия функций времени

Поясним на рисунке, как связаны между собой функции времени.

Рис. Взаимодействие функций времени

1.14. Пример. В какой день недели вы родились?

#include <stdio.h>

struct tm time_check;

int year, month, day;

/* Введите год, месяц и день для определения дня недели*/

printf("Год: ");

scanf("%d", &year);

printf("Месяц: ");

scanf("%d", &month);

printf("День: ");

scanf("%d", &day);

/* Заполнение структуры time_check данными */

time_check.tm_year = year - 1900;

time_check.tm_mon = month - 1;

time_check.tm_mday = day;

time_check.tm_hour = 0;

time_check.tm_min = 0;

time_check.tm_sec = 1;

time_check.tm_isdst = -1;

/* вызов mktime для заполнения поля weekday структуры time_check с проверкой даты на корректность */

if (mktime(&time_check) == -1 || time_check.year != year || time_check.mon != mon || time_check.day != day)

time_check.tm_wday = 7;

/* Печать дня недели */

printf("День недели: %s\n", wday[time_check.tm_wday]);

return 0;

}

2. Контрольные вопросы и задания

1. Какую максимальную дату можно установить в качестве системного времени в DOS?

2. Как измерить приближенное время выполнения цикла

for(int i=0; i<100; i++)

;

3. Как определить количество дней между двумя датами?

4. Как определить количество секунд которые прожил человек до настоящего времени.

5. Напишите функцию

char * asctimerus(struct tm *timeptr);

которая по структуре *timeptr возвращает строку с датой и временем на русском языке в формате “17 августа 2007 14:47:12”

3. Лабораторные задания

3.1. День недели

Написать функцию, которая получает дату из стандартного диапазона, и возвращает номер дня недели этой даты. Организовать проверку корректности введенной даты.

3.2. Не думай о секундах свысока …

Написать программу, в которой вводится дата рождения студента из стандартного диапазона, и на экран выводится количество прожитых этим студентом секунд. Информация должна выводиться в графическом режиме и обновляться ежесекундно. Организовать проверку корректности введенной даты.

3.3. Профилирование кода

Определить время выполнения цикла, в котором производится вычисление суммы целых чисел от 1 до 1000.

4. Дополнительные задания

1. Определите день недели произвольной даты в пределах от -32 000 - го до нашей эры до 32 000 - го года нашей эры. Использовать правило «4-100-400» определения високосного года.

2. Программа выводит системную дату и системное время. В случае некорректных данных системная информация изменяется.

3. Нарисуйте циферблат с тремя стрелками, который показывает текущее системное время.

4. Напишите функцию, которая возвращает строку с русским обозначением даты. Например «5 августа 2006г., пнд».

Библиографический список

1. Керниган Б., Ритчи Д., Фьюэр А. Язык программирования Си: Задачи по языку Си. М.: Финансы и статистика, 1985. - 192с.

2. Керниган Б., Ритчи Д. Язык программирования Си. М.:Финансы и статистика, 1992. - 272с.

3. Подбельский В. В., Фомин С. С. Программирование на языке Си. Учеб.пособие. М.: Финансы и статистика, 2004. 600 с.