视频笔记：CppCon 2016: Howard Hinnant “A ＜chrono＞ Tutorial"

转载请说明出处 http://www.cnblogs.com/eagledai/ 

 

看到这个视频之前，一直没有觉得 C++11 <chrono> 库有什么用，而且觉得有些怪异。看过之后，为这个库的精巧所折服。设计的实在是太巧妙了！

视频地址：https://www.youtube.com/watch?v=P32hvk8b13M&t=203s

 

What to talk:

• Motivation
• Time durations
• Points in time
• Clocks
• Exmaples

 

Motivation 动机

希望能有这样的代码，代码更可读. 

sleep(10ms)；//This needs C++14, rather then C++11

利用算术类型来表示一段时间（duration），或者时间点（time point），这种方式本质上都很难清晰准确。所以，<chrono>库设计成，帮助编译器在编译时间就找到逻辑错误。手段：通过生成distince concepts, distinct types.

 

Time Durations

如何构造：

 

更多用法：

 

加法/减法

 

比较操作符

 

void f(seconds d)

{

    cout << d.count() << "s\n";

}

f(3s - 2s);

output: 1s

 

注意：下面替换成毫秒：

void f(milliseconds d)
{
    cout << d.count() << "ms\n";
}

 

f(3s - 2s); // output: 1000ms，并且compile time就能转换，不会带来执行时的开销

调用处不需要任何改动，就能直接输出正确结果

 

f(3ms - ms); // output: 1ms

f(3s - 2ms); // output: 2998ms

f(3); // compile error

 

17:50 关于秒与毫秒的转换

<chrono>自动进行秒和毫秒之间的转换，并且不会带来性能损失。手动转换很容易出错，应该避免。

 

只要编译能过，就是工作的！如果编译不过，一定要弄清楚，肯定有地方写错了！

 

22:06 关于秒与毫秒的转换

如果转换会带来精度损失，编译就会报错。如果一定需要这样的转换，explicitly的转换

 

23:05 更多的truncate转换

 

除了seconds,milliseconds，还有更多，并且都可以像seconds,milliseconds一样互相转换。

 

如果觉得64bit表示seconds太浪费，<chrono>还提供下面的方法，依然可以像上面的那些duration那样互转。

using seconds32 = std::chrono::duration<int32_t>;

甚至下面这个也能工作：

using seconds32 = std::chrono::duration<uint32_t>;

甚至下面这个也能工作(使用“safeint”库)：

using seconds32 = std::chrono::duration<safe<uint32_t>>;

甚至下面这个也能工作(使用浮点类型)：

using fseconds = std::chrono::duration<float>;

 

如果我想定义自己毫秒呢？std::milli实际上是一个预定义的ratio

using my_ms = std::chrono::duration<double, std::milli>;

void f(my_ms d)

{

    cout << d.count() << " ms\n";

}

f(45ms + 63us); // 45.063 ms

 

30:17 预定义的类型是怎么定义的？

 

31：15 ratio长什么样？

ratio是编译时分数（不在运行时计算），两个模板参数，一个是分子，一个分母

 

33:00 实际上类duration只有一个成员，就是Rep，一般是long long

所以开头所说的seconds类，其实是一个lie，真实的实现是duration的一个特化

 

甚至用户可以自定义duration。例如，一帧1/60秒

using frames = std::chrono::duration<int32_t, std::ratio<1, 60>>;

这个frames也可以和上面那些标准提供的durations类型一起无缝互操作。

 

39:33 总结

这个库主要进行类型转换。

• 如果转换是无损的，隐式转换
• 如果转换是有损的，需要duration_cast
• 如果转换是危险的，需要特殊的显示的方法

 

所以，尽量使用implicit转换，只有在确实需要truncation的时候使用duration_cast，尽量别使用.count()

 

 

Points in time (41:29)

第一个模板参数Clock后面会有，第二个是duraion，默认类型是Clock的duration。只有duration被保存。Clock是没被保存的。

time_point和duration内部用同样的结构表示，但是完全不同的概念。

 

time_points 相减得到 duration

time_point 加或者减 duration 得到 time_point

time_point 不能相加

这些都是编译时自动检查的。

 

time_point 的转换和 duration 的转换很类似。

就像 duration_cast 一样，time_point_cast 也能从精度高的向精度低的转换。

 

Clocks (46:14)

is_steady

• true: 不能被调整
• false: 可以被调整。例如网络时钟，闰秒调整

 

所有的 time_point 都和一个 clock 关联

不同的 clock 的 time_point 是不能转换的

这样的好处：如果在一段代码里面用了两种 clock 的 time_point，不用担心混用在一起，编译器会报错。

 

有三种标准的 clock，但是只有两种需要关心，第三种可以忽略。

• 和 calender 相关的，必须使用 system_clock 
• steady_clock 就像一个秒表，但是不能告诉你现在的时间

 

例子：

    auto tp1 = steady_clock::now();

    // ...

    auto tp2 = steady_clock::now();

    std::chrono::duration<double> diff = tp1 - tp1;

    cout << diff.count() << "s\n";

 

Examples (49:52)

 

需要输出 ns 还是 s，还是 ms, 可以很简单。

    using namespace std::chrono;

    auto t0 = steady_clock::now();

    f();

    auto t1 = steady_clock::now();

    cout << nanoseconds{ t1 - t0 }.count() << "ns\n";

    cout << duration<double>{ t1 - t0 }.count() << "s\n";

    cout << duration_cast<milliseconds>(t1 - t0).count() << "ms\n";

 

 

上面两个是等价的。

 

注意：这（1970-1-1）也可能会被改变，尽管目前还是事实上的标准。