如何将高分辨率时间戳转换为双精度浮点数？

Question

我正在尝试使用以下代码：

std::chrono::high_resolution_clock::now();

我需要获取一个时间戳，但我需要它作为double类型，而它并不是支持的数据类型，auto可以工作，但我无法操作它。

- Evan Palm

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为什么你需要它作为双精度浮点数？你的时间单位是什么？ - Thomas Matthews

通常，使用像毫秒这样的整数单位可能比使用双精度数字更准确。 - Thomas Matthews

Answer 1

您的“时间戳”就是<chrono>库中所称的time_point。 time_point是时钟和持续时间的集合。而持续时间则是表示和周期的集合。

您已经指定了其中两个：

• clock == high_resolution_clock
• representation == double
• period == ?

您的周期可以为nano(ratio<1, 1000000000>)、milli(ratio<1, 1000>)、seconds(ratio<1>)、minutes(ratio<60>)或任何与秒的有理关系。

例如，假设您想使用double作为表示形式，以秒为周期的时间戳，写法如下：

using clock = std::chrono::high_resolution_clock;
using dsec = std::chrono::duration<double>;
using tps = std::chrono::time_point<clock, dsec>;
tps tp = clock::now();

high_resolution_clock::time_point 通过双精度数值和比率<1>的时间段表示，隐式转换为您的 time_point。它将保存自 high_resolution_clock 的纪元以来的小数秒数。

通常，因为您的目标类型具有浮点表示，所有的 time_point 源类型都会被隐式转换为该类型。要进行反向转换，需要使用 std::chrono::time_point_cast<some-duration>(source-time_point)。

如果您希望持有基于双精度纳秒的时间，则代码应如下所示：

using clock = std::chrono::high_resolution_clock;
using dns = std::chrono::duration<double, std::nano>;
using tpns = std::chrono::time_point<clock, dns>;
tpns tp = clock::now();

作为指南，我建议使用system_clock或steady_clock，而不是high_resolution_clock。如果您的time_point需要与公历有一定关系，或需要在进程之间保持意义，请使用system_clock。如果您的time_point仅用于同一进程中的短时间间隔，请使用steady_clock。 high_resolution_clock实际上始终是system_clock或steady_clock的别名。因此，最好使用后两者之一，并且清楚所选的时钟类型。

using clock = std::chrono::system_clock;
using dsec = std::chrono::duration<double>;
using tps = std::chrono::time_point<clock, dsec>;
tps tp = clock::now();

- Howard Hinnant

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非常好的答案，对C++时钟类有很好的见解！我能否将这行代码附加到您答案中的第一个示例中，以获取实际的双精度UTC时间戳：double ts = tp.time_to_epoch().count();？ - lowtech

我宁愿你不这样做。理由是：.count()（以及.time_to_epoch()）通常被新手程序员过度使用。初学者会调用now()，并立即跳出chrono库的类型安全性。我已经进行了长达十年的运动，以阻止这种情况的发生。我宁愿回答一个关于如何获取double的直接问题，这样我就可以了解为什么需要它。很有可能一旦知道了“为什么”，.count()就不是正确的答案。 - Howard Hinnant

Answer 2

std::chrono::high_resolution_clock::now()返回一个std::time_point<std::chrono::high_resolution_clock>。在这里，您可以选择使用std::chrono::duration以纳秒、微秒、毫秒等方式表示此时间点，并最终将其转换为double：

std::chrono::time_point<std::chrono::high_resolution_clock> tp = std::chrono::high_resolution_clock::now();
std::chrono::duration<double, std::micro> dur = tp;
double micros = dur.count();

在这里，您可以将std::micro替换为您想要的任何分辨率。

- Levi