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C 语言 time.h ​

更新时间：2026-08-26。本文是 languages/c/ 主题入门层第 68 篇。程序要记时间戳、算耗时、排定时任务——time.h 就是时间工具箱。但 C 的时间 API 出了名的绕：time_t、struct tm、clock_t、timespec，四种类型来回倒腾。这篇把它们的关系理清，顺手解决"怎么测代码跑多久"。

本文要回答的问题 ​

  • C 里有哪些时间类型？怎么互相转换？
  • 怎么格式化输出当前时间？
  • 怎么准确测量一段代码的耗时？

一、三种时间表示 ​

类型含义来源
time_t自 1970-01-01 起的秒数time(NULL)
struct tm拆开的年月日时分秒localtime/gmtime
struct timespec秒 + 纳秒clock_gettime
c
#include <time.h>

time_t now = time(NULL);         // 秒级时间戳
printf("%ld\n", (long)now);      // 1756195200 之类

二、time_t → struct tm：拆开看 ​

c
time_t now = time(NULL);
struct tm *t = localtime(&now);          // 本地时间（北京时间等）
// struct tm *t = gmtime(&now);          // UTC 时间

printf("%d-%02d-%02d %02d:%02d:%02d\n",
       t->tm_year + 1900,   // 年份从 1900 起算，要加
       t->tm_mon + 1,       // 月份 0~11，要加 1
       t->tm_mday,
       t->tm_hour, t->tm_min, t->tm_sec);

两个 +1：tm_year 从 1900 起算（2026 → 126）、tm_mon 从 0 起算（1 月 → 0）。这是时间 API 最经典的"差一错误"来源。

三、strftime：格式化输出 ​

c
time_t now = time(NULL);
struct tm *t = localtime(&now);

char buf[64];
strftime(buf, sizeof(buf), "%Y-%m-%d %H:%M:%S", t);
printf("%s\n", buf);      // 2026-08-26 14:30:00

常用格式符：%Y 年、%m 月、%d 日、%H 时（24h）、%M 分、%S 秒、%F 等价 %Y-%m-%d。比手动拼格式安全，不会踩 +1 的坑。

四、测量耗时：clock_gettime ​

c
#include <time.h>

struct timespec start, end;
clock_gettime(CLOCK_MONOTONIC, &start);

/* 要测量的代码 */

clock_gettime(CLOCK_MONOTONIC, &end);
double elapsed = (end.tv_sec - start.tv_sec)
               + (end.tv_nsec - start.tv_nsec) / 1e9;
printf("elapsed: %.6f s\n", elapsed);

要点：

  1. CLOCK_MONOTONIC 单调时钟，不受系统时间修改影响——测耗时用它，别用 time()；
  2. tv_sec 秒 + tv_nsec 纳秒，组合成小数秒。

注意 time() 是秒级，clock() 是 CPU 时间，毫秒以下的性能测量必须 clock_gettime。

五、时间运算 ​

c
// 当前时间加 1 天（86400 秒）
time_t future = time(NULL) + 86400;
struct tm *t = localtime(&future);

// 计算两个时间差（秒）
double diff = difftime(future, time(NULL));

秒数运算简单粗暴但要注意夏令时等边界；复杂日期运算（下个月 1 号之类）用 mktime 归一化：

c
struct tm t = *localtime(&now);
t.tm_mday += 7;               // 加 7 天，字段可能溢出
mktime(&t);                   // 归一化成合法日期

六、常见坑对照 ​

坑现象对策
忘 tm_year + 1900年份差 1900转换时补
忘 tm_mon + 1月份差 1转换时补
用 time() 测毫秒级结果恒 0clock_gettime
用 CLOCK_REALTIME 测耗时改系统时间结果错CLOCK_MONOTONIC
直接存 localtime 返回值共享静态区被覆盖尽快复制或用 localtime_r

七、与本站主线衔接 ​

一句话总结 ​

time() 拿秒级时间戳，localtime 拆成 struct tm（记得 tm_year+1900、tm_mon+1），strftime 安全格式化，测耗时用 clock_gettime(CLOCK_MONOTONIC, ...)——时间的坑都在"类型转换"和"时区/基准"上，选对 API 就赢了一半。