异常教程

C 语言实例 – 计算两个时间段的差值（保姆级教程）

更新时间:

💡一则或许对你有用的小广告

欢迎加入小哈的星球 ，你将获得：专属的项目实战 / 1v1 提问 / Java 学习路线 / 学习打卡 / 每月赠书 / 社群讨论

  • 新项目:《从零手撸：仿小红书（微服务架构）》 正在持续爆肝中，基于 Spring Cloud Alibaba + Spring Boot 3.x + JDK 17...，点击查看项目介绍 ;
  • 《从零手撸：前后端分离博客项目（全栈开发）》 2 期已完结，演示链接： http://116.62.199.48/ ;

截止目前， 星球 内专栏累计输出 82w+ 字，讲解图 3441+ 张，还在持续爆肝中.. 后续还会上新更多项目，目标是将 Java 领域典型的项目都整一波，如秒杀系统, 在线商城, IM 即时通讯，权限管理，Spring Cloud Alibaba 微服务等等，已有 2900+ 小伙伴加入学习 ，欢迎点击围观

在编程领域中，时间相关的计算是一个高频需求场景。无论是开发日历应用、记录系统日志，还是统计用户活跃时长，都需要精确计算两个时间段的差值。本文将以 C 语言实例 – 计算两个时间段的差值 为核心，通过 循序渐进 的方式，带领读者从基础概念到完整代码实现，逐步掌握这一实用技能。文章内容将覆盖时间结构体、指针操作、函数封装等核心知识点，并通过实际案例解析，帮助读者构建清晰的逻辑框架。

一、时间的基本概念与存储方式

在 C 语言中，时间数据通常以 结构体 形式存储。最常用的是 struct tm，它包含年、月、日、时、分、秒等字段。例如：

struct tm {  
    int tm_sec;   // 秒（0-61）  
    int tm_min;   // 分（0-59）  
    int tm_hour;  // 小时（0-23）  
    int tm_mday;  // 日期（1-31）  
    int tm_mon;   // 月份（0-11，0表示一月）  
    int tm_year;  // 年份（从1900年开始计算）  
    // 其他字段略  
};

比喻：可以把 struct tm 想象成一个精密的钟表机芯，每个齿轮（字段）都精确控制时间的不同部分。

关键点：

  1. 时间计算需要将字符串输入（如 "2023-09-15 12:30:45"）转换为 struct tm 结构。
  2. 使用标准库函数 strptime() 或 sscanf() 解析输入字符串。

二、从输入到结构体的转换

2.1 用户输入与解析

假设用户输入两个时间字符串，如：

Input Time 1: 2023-10-05 08:30:00  
Input Time 2: 2023-10-05 17:45:00

我们需要将这些字符串转换为 struct tm。代码示例如下：

#include <stdio.h>  
#include <time.h>  

struct tm parse_time(char *input) {  
    struct tm time_data = {0};  
    // 使用 strptime 解析格式 "YYYY-MM-DD HH:mm:ss"  
    strptime(input, "%Y-%m-%d %H:%M:%S", &time_data);  
    return time_data;  
}

注意：strptime() 的格式字符串中，%Y 表示四位年份，%m 表示两位月份，%d 表示日期，%H 表示24小时制小时。

2.2 指针与结构体的交互

在函数参数中传递结构体时，通常使用指针来避免拷贝开销。例如：

void print_time(struct tm *time_ptr) {  
    printf("Year: %d, Month: %d, Day: %d\n",  
           time_ptr->tm_year + 1900,  // 转换为实际年份  
           time_ptr->tm_mon + 1,     // 月份从0开始，需加1  
           time_ptr->tm_mday);  
}

比喻：指针就像一根指向时间机芯的“操作杆”，通过它可以直接调整或读取结构体内部的各个齿轮（字段）。

三、计算时间差的核心逻辑

3.1 时间戳转换法

C语言提供 mktime() 函数，可将 struct tm 转换为 自1970-01-01以来的秒数（时间戳）。通过比较两个时间戳的差值，可以轻松计算时间差。

步骤：

  1. 将两个 struct tm 转换为时间戳（time_t 类型）。
  2. 计算时间戳差值，再转换为天、小时、分钟等单位。

代码示例：

time_t timestamp1 = mktime(&time1);  
time_t timestamp2 = mktime(&time2);  
time_t difference = timestamp2 - timestamp1;  

int days = difference / (60 * 60 * 24);  
int hours = (difference % (60 * 60 * 24)) / (60 * 60);  
int minutes = (difference % (60 * 60)) / 60;

3.2 负数处理与绝对值

若时间戳1 > 时间戳2，则差值为负数。此时需要取绝对值并输出提示信息：

if (difference < 0) {  
    difference = -difference;  
    printf("时间差为负值，已取绝对值计算\n");  
}

四、完整代码实现与案例演示

4.1 完整代码结构

#include <stdio.h>  
#include <time.h>  

struct tm parse_time(char *input);  
void print_time_difference(time_t diff);  

int main() {  
    char time_str1[50], time_str2[50];  

    printf("请输入第一个时间（格式：YYYY-MM-DD HH:mm:ss）: ");  
    fgets(time_str1, sizeof(time_str1), stdin);  

    printf("请输入第二个时间：");  
    fgets(time_str2, sizeof(time_str2), stdin);  

    struct tm time1 = parse_time(time_str1);  
    struct tm time2 = parse_time(time_str2);  

    time_t timestamp1 = mktime(&time1);  
    time_t timestamp2 = mktime(&time2);  
    time_t difference = timestamp2 - timestamp1;  

    print_time_difference(difference);  

    return 0;  
}  

void print_time_difference(time_t diff) {  
    if (diff < 0) {  
        diff = -diff;  
        printf("时间差为负值，已取绝对值计算\n");  
    }  

    int days = diff / (60 * 60 * 24);  
    int hours = (diff % (60 * 60 * 24)) / (60 * 60);  
    int minutes = (diff % (60 * 60)) / 60;  

    printf("时间差：\n");  
    printf("天数: %d\n", days);  
    printf("小时: %d\n", hours);  
    printf("分钟: %d\n", minutes);  
}

4.2 案例演示

输入示例：

请输入第一个时间（格式：YYYY-MM-DD HH:mm:ss）: 2023-10-05 08:30:00  
请输入第二个时间：2023-10-05 17:45:00

输出结果：

时间差：  
天数: 0  
小时: 9  
分钟: 15

五、进阶技巧与常见问题

5.1 处理跨年/跨月边界

若时间差跨越月份或年份（如从2023-12-31到2024-01-01），mktime() 会自动处理这些边界条件。例如：

struct tm time1 = {.tm_year=123, .tm_mon=11, .tm_mday=31, .tm_hour=23};  // 2023-12-31 23:00  
struct tm time2 = {.tm_year=124, .tm_mon=0, .tm_mday=1, .tm_hour=1};    // 2024-01-01 01:00  

time_t diff = mktime(&time2) - mktime(&time1);  
// 计算结果为 2小时（7200秒）

5.2 输入格式错误的处理

若用户输入格式不正确（如月份为 "13"），strptime() 会返回 NULL。可通过以下方式增强健壮性：

struct tm parse_time(char *input) {  
    struct tm time_data = {0};  
    if (!strptime(input, "%Y-%m-%d %H:%M:%S", &time_data)) {  
        printf("输入格式错误，请检查时间格式\n");  
        exit(EXIT_FAILURE);  
    }  
    return time_data;  
}

六、总结与扩展

通过本文的讲解，读者应能掌握以下核心能力：

  1. 时间结构体的解析与操作：理解 struct tm 的组成及转换方法。
  2. 时间差的计算逻辑：利用时间戳简化跨日期计算的复杂性。
  3. 代码的健壮性设计：通过错误处理提升程序的可靠性。

扩展方向

  • 时区支持：结合 gmtime() 或第三方库处理不同时区的时间差。
  • 更细粒度的单位：计算毫秒或微秒级的时间差（需使用 struct timeval 或 clock_gettime()）。
  • 图形化输出：将结果以百分比或进度条形式展示（需结合 GUI 库）。

希望本文能为读者提供扎实的 C 语言实例 – 计算两个时间段的差值 的学习基础，并激发进一步探索时间计算相关知识的兴趣。

最新发布

查看更多文章