Linux系统编程一：时间和延时、gmtime和localtime函数返回相同

article/2025/10/14 14:30:30

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  • 1. 概述
  • 2. 延时函数
  • 3. 当前时间
    • 3.1 时间调用函数
    • 3.2 时间转换函数
  • 4. gmtime和localtime函数返回相同
  • 测试代码

1. 概述

前面的几篇文章Linux学习笔记一到七，主要是开发环境的搭建，都是一些准备工作。从本篇文章开始，将学习Linux系统编程。

目前我的理解，基于Linux开发，大体上可分为系统（应用）、驱动、内核三个方向，难度依次加大。从系统编程开始，除了个别需要操作硬件外设的部分，绝大多数如进程、线程、TCP，在PC端完全能够运行调试。环境相对简单，理解起来也更容易，先对Linux有一个基本的印象。

打算按照自己的思路进行，不面面俱到的罗列知识点，而是每篇都做一个小实验。先从最简单的开始，从最快上手做出东西的角度来学习。

2. 延时函数

在单片机编程时，使用软件延时常通过while循环来实现。而Linux系统编程则不再需要自己实现，延时函数有两个：sleep和usleep，前者是秒级，后者是微秒级。函数原型为：

#include <unistd.h>unsigned int sleep(unsigned int seconds);
int usleep(useconds_t usec);

简单测试下延时效果，可以这样：

 while(i--) {sleep(2);printf("sleep 2\n");usleep(1000000);printf("usleep 1000000\n");}

可以在终端看到sleep 2和usleep 1000000交替打印：
在这里插入图片描述
但是我们并不知道时间是否准确，因此再增加系统时间的获取。

3. 当前时间

时间获取分为两步：调用和转换。

3.1 时间调用函数

通过时间调用函数time可以取得当前系统时间，其函数原型为：

#include <time.h>
time_t time(time_t *t)

得到的time_t类型时间值，实际是一个long型。它是一个机器日历时间，对于Linux来说也就是UNIX 纪元时间。
Unix time 是指从 1970 年 1 月 1 日 00:00:00 UTC 开始所经过的秒数。
根据传入参数是否为NULL，这个函数有两种使用方式：

time_t tiemp;time(&timep);
timep = time(NULL);

在上面延时函数的基础上略作修改，以查看time函数的作用：

    while(i--) {sleep(2);time(&timep);printf("sleep 2:UTC time: 0x08x\n", timep);usleep(1000000);timep = time(NULL);printf("usleep 1000000:UTC time: 0x08x\n", timep);}

运行结果如下：
在这里插入图片描述
可以看到：经过2秒延时，原本的unix时间0x60c80766增加2变为0x60c80768；再经过1000000微妙，也就是1秒延时，Unix时间又增加1变为0x60c80769。与预期完全相符。
这个unix时间一大长串数字，显然还需要转换为直观易懂的时间格式，比如我们常说的某年某月的某一天。

3.2 时间转换函数

时间转换函数有四个：

char *ctime(const time_t *timep);   //将时间转化为字符串格式。
struct tm *gmtime(const time_t *timep); //将时间转化为格林威治时间
struct tm *localtime(const time_t *clock);  //将时间转化为本地时间。
char *asctime(const struct tm *tm); //将时间转换为字符格式

其中，前三个函数是直接对3.1节获取到的时间进行处理，而后面三个函数都涉及一个tm结构体，结构体内包含了我们惯用的年月日时分秒：

struct tm{int tm_sec; //秒 – 取值区间为[0,59]。int tm_min; //分 - 取值区间为[0,59]。int tm_hour; //时 - 取值区间为[0,23]。int tm_mday;//一个月中的日期 - 取值区间为[1,31]。int tm_mon;//月份（从一月开始，0 代表一月） - 取值区间为[0,11]。int tm_year;//年份，其值等于实际年份减去 1900。int tm_wday;//星期 – 取值区间为[0,6]，其中 0 代表星期天，1 代表星期一，以此类推 。int tm_yday;//从每年的 1 月 1 日开始的天数 – 取值区间为[0,365]，其中 0 代表 1 月 1 日，1 代表 1 月 2 日，以此类推。int tm_isdst; //夏令时标识符，实行夏令时的时候，tm_isdst 为正。不实行夏令时的进候，tm_isdst 为 0；不了解情况时，tm_isdst()为负。

对3.1小节代码进行修改：

    while(i--) {sleep(2);time(&timep);printf("sleep 2--UTC time: 0x%08x\n", timep);printf("sleep 2--ctime is %s", ctime(&timep));	//字符串输出t_GTM = gmtime(&timep);t_local = localtime(&timep);printf("sleep 2--GTMtime is %s", asctime(t_GTM));	printf("sleep 2--localtime is %s", asctime(t_local));	printf("sleep 2--GTMtime current hour is %d\n", t_GTM->tm_hour);	//整型输出printf("sleep 2--localtime current hour is %d\n", t_local->tm_hour);	usleep(1000000);timep = time(NULL);printf("usleep 1000000--UTC time: 0x%08x\n", timep);printf("usleep 1000000--ctime is %s", ctime(&timep));	//字符串输出t_GTM = gmtime(&timep);t_local = localtime(&timep);printf("usleep 1000000--GTMtime is %s", asctime(t_GTM));	printf("usleep 1000000--localtime is %s", asctime(t_local));	printf("usleep 1000000--GTMtime current hour is %d\n", t_GTM->tm_hour);	//整型输出	printf("usleep 1000000--localtime current hour is %d\n", t_local->tm_hour);}

查看打印结果：
在这里插入图片描述
这里格林威治时间和本地时间一样呢？

4. gmtime和localtime函数返回相同

查了一圈，原来是因为连续调用gmtime和local函数，导致后面的调用覆盖了前面的结果。调整下打印顺序：

		t_GTM = gmtime(&timep);printf("sleep 2--GTMtime is %s", asctime(t_GTM));	t_local = localtime(&timep);printf("sleep 2--localtime is %s", asctime(t_local));

再次查看输出结果：
在这里插入图片描述
可以看到，调用local之前，是正常的格林威治时间。调用local之后，被覆盖为当地时间。

需要将调用之间的值复制到 gmtime 和 localtime :
返回值指向静态分配的结构,该结构可能会被随后对任何日期和时间函数的调用所覆盖。
这是常见的行为,至少在Linux上是如此。
（为什么localtime()和gmtime在c中给出相同的结果?）

在链接的帖子中有人提到，可以使用memcpy，也就是连续调用之间，将返回值拷贝走。对应修改下程序：

		printf("sleep 2--ctime is %s", ctime(&timep));	//字符串输出//t_GTM = gmtime(&timep);t_GTM = (struct tm*)malloc(sizeof(struct tm));memcpy(t_GTM, gmtime(&timep), sizeof(struct tm));t_local = localtime(&timep);

只修改2S延时后的处理，1000000微妙的延时不做修改。再次看下输出：
在这里插入图片描述
这种方式确实有效，只是最后别忘了free掉动态分配的内存。

测试代码

#include "stdio.h"
#include <stdlib.h>
#include <string.h>
#include <unistd.h> 
#include <time.h>int main()
{unsigned char i = 1;time_t timep;struct tm *t_GTM = NULL;struct tm *t_local = NULL;while(i--) {sleep(2);time(&timep);printf("sleep 2--UTC time: 0x%08x\n", timep);printf("sleep 2--ctime is %s", ctime(&timep));	//字符串输出//t_GTM = gmtime(&timep);t_GTM = (struct tm*)malloc(sizeof(struct tm));memcpy(t_GTM, gmtime(&timep), sizeof(struct tm));t_local = localtime(&timep);printf("sleep 2--GTMtime is %s", asctime(t_GTM));	printf("sleep 2--localtime is %s", asctime(t_local));	printf("sleep 2--GTMtime current hour is %d\n", t_GTM->tm_hour);	//整型输出printf("sleep 2--localtime current hour is %d\n", t_local->tm_hour);	usleep(1000000);timep = time(NULL);printf("usleep 1000000--UTC time: 0x%08x\n", timep);printf("usleep 1000000--ctime is %s", ctime(&timep));	//字符串输出t_GTM = gmtime(&timep);t_local = localtime(&timep);printf("usleep 1000000--GTMtime is %s", asctime(t_GTM));	printf("usleep 1000000--localtime is %s", asctime(t_local));	printf("usleep 1000000--GTMtime current hour is %d\n", t_GTM->tm_hour);	//整型输出	printf("usleep 1000000--localtime current hour is %d\n", t_local->tm_hour);free(t_GTM);}
}

http://chatgpt.dhexx.cn/article/1Os2ysx9.shtml

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