c++11 时钟/time_points 之间的隐式转换

Question

是否可以在time_point两个 C++11 时钟之间进行隐式/显式转换？

动机： chrono::duration s 提供了存储纪元的时间间隔的方法，从概念上讲，它不等于time_point具有自己的纪元的自定义时钟。时钟之间的隐式转换简化了 Howard Hinnant 的日期库的 <date/date.h>使用，该库提供了操作和打印time_point系统时钟的方法。

例子：

#include <date/date.h>
using namespace date;
namespace ch = std::chrono;
// 
#define EPOCH_OFFSET 100
template<class Duration> using PosixTimePoint = 
                   ch::time_point<ch::system_clock, Duration>;
typedef PosixTimePoint<ch::duration<long,std::micro>> PosixTimePointType;

struct SomeClock{
    typedef ch::duration<long,std::micro>   duration;
    typedef ch::time_point<SomeClock>  time_point;

    ...
    static time_point now() noexcept {
        using namespace std::chrono;
        return time_point (
            duration_cast<duration>( 
                system_clock::now().time_since_epoch()) + date::years(EPOCH_OFFSET) );
    }
    static PosixTimePoint<duration> to_posix( const time_point& tp  ){...}

}
auto tp = SomeClock::now(); //<time_point<SomeClock,ch::duration<long,std::micro>>;

目标：进行转换tp，以便std::stream转换date.h有效并打印出当前时间，在我的例子中是：2017-12-24 17:02:56.000000

// std::cout << tp; compile error
std::cout << SomeClock::to_posix( tp ); // OK

显式转换：这可以简化可读性，支持语言的转换功能并方便对date.h例程的访问。

long time_value = static_cast<long>( tp );
auto st = static_cast<PosixTimePointType>( tp ); 
std::cout << static_cast<PosixTimePointType>( tp );

Answer 1

我建议模仿tz.h中的 或date::utc_clock的实现。例如，实现两个函数来相互转换：date::tai_clockutc_clocksys_time

template<typename Duration>
static
std::chrono::time_point<std::chrono::system_clock, typename std::common_type<Duration, std::chrono::seconds>::type>
to_sys(const std::chrono::time_point<utc_clock, Duration>&);

template<typename Duration>
static
std::chrono::time_point<utc_clock, typename std::common_type<Duration, std::chrono::seconds>::type>
from_sys(const std::chrono::time_point<std::chrono::system_clock, Duration>&);

所以你可以将其视为std::chrono::system_clock“枢纽”。任何实现这些转换的时钟都可以通过system_clock在幕后反弹来转换为任何其他实现这些转换的时钟。为了促进这种反弹，date::clock_cast引入了。

此外，utc_time如果这对您的类型来说更有效，则可以用作集线器。例如tai_clock实现：

template<typename Duration>
static
std::chrono::time_point<utc_clock, typename std::common_type<Duration, std::chrono::seconds>::type>
to_utc(const std::chrono::time_point<tai_clock, Duration>&) NOEXCEPT;

template<typename Duration>
static
std::chrono::time_point<tai_clock, typename std::common_type<Duration, std::chrono::seconds>::type>
from_utc(const std::chrono::time_point<utc_clock, Duration>&) NOEXCEPT;

clock_cast足够智能来处理这种“双集线器”系统，因此可以将一个时钟转换为/从utc_time, 转换为另一个用作sys_time其集线器的时钟。

如果您还实现to_stream了时钟，那么您可以直接使用format来格式化您的clock::time_point. 并且clock_cast可能对您的功能的实现有用to_stream。

也from_stream可用于连接您clock::time_point的date::parse.

在https://howardhinnant.github.io/date/tz.html中搜索“ clock_cast”以获取其用法示例。对于您的用例，to_sys/ from_sysAPI 似乎是最有用的。仅这两个函数将允许您在 tz.h 中的时钟和任何其他时钟（以及满足这些要求的任何其他自定义时钟）clock_cast之间使用。SomeClock

完整演示

#include "date/tz.h"
#include <iostream>
#include <sstream>

struct SomeClock
{
    using duration = std::chrono::microseconds;
    using rep = duration::rep;
    using period = duration::period;
    using time_point = std::chrono::time_point<SomeClock>;
    static constexpr bool is_steady = false;

    static time_point now() noexcept
    {
        return from_sys(date::floor<duration>(std::chrono::system_clock::now()));
    }

    static constexpr auto offset = date::sys_days{} - date::sys_days{date::year{1870}/1/1};

    template<typename Duration>
    static
    date::sys_time<Duration>
    to_sys(const std::chrono::time_point<SomeClock, Duration>& t)
    {
        return date::sys_time<Duration>{(t - offset).time_since_epoch()};
    }

    template<typename Duration>
    static
    std::chrono::time_point<SomeClock, Duration>
    from_sys(const date::sys_time<Duration>& t)
    {
        return std::chrono::time_point<SomeClock, Duration>{(t + offset).time_since_epoch()};
    }
};

template <class Duration>
using SomeTime = std::chrono::time_point<SomeClock, Duration>;

constexpr date::days SomeClock::offset;

template <class CharT, class Traits, class Duration>
std::basic_ostream<CharT, Traits>&
to_stream(std::basic_ostream<CharT, Traits>& os, const CharT* fmt,
          const SomeTime<Duration>& t)
{
    return date::to_stream(os, fmt, date::clock_cast<std::chrono::system_clock>(t));
}

template <class CharT, class Traits, class Duration>
std::basic_ostream<CharT, Traits>&
operator<<(std::basic_ostream<CharT, Traits>& os, const SomeTime<Duration>& t)
{
    const CharT fmt[] = {'%', 'F', ' ', '%', 'T', CharT{}};
    return to_stream(os, fmt, t);
}

template <class Duration, class CharT, class Traits, class Alloc = std::allocator<CharT>>
std::basic_istream<CharT, Traits>&
from_stream(std::basic_istream<CharT, Traits>& is, const CharT* fmt,
            SomeTime<Duration>& tp, std::basic_string<CharT, Traits, Alloc>* abbrev = nullptr,
            std::chrono::minutes* offset = nullptr)
{
    using namespace date;
    sys_time<Duration> st;
    date::from_stream(is, fmt, st, abbrev, offset);
    if (!is.fail())
        tp = clock_cast<SomeClock>(st);
    return is;
}

int
main()
{
    std::cout << SomeClock::now() << '\n';
    std::cout << date::format("%a, %b %d, %Y\n", SomeClock::now());
    std::istringstream in{"2017-12-24 19:52:30"};
    SomeClock::time_point t;
    in >> date::parse("%F %T", t);
    std::cout << t << '\n';
}