C言語での日付と時刻の取得方法

C言語で日付と時刻を取得する方法です。

日付取得用の time_t 型の変数と tm 構造体へのポインタを定義して、time関数とlocaltime関数を使って日付と時刻の情報を取得します。

/* 日付取得用変数の定義 */
time_t t1;
struct tm *tp;

/* 日付情報の取得 */
time( &t1 );
tp = localtime( &t1 );

time関数を使って 1970年1月1日 00:00:00(UTC) から現在までの経過時間を取得します。取得した経過時間は time_t 型の変数に格納されます。なお UTC というのは協定世界時というもので、これを基準にして世界の国々で時刻を調整しています。日本標準時(JST)は協定世界時より9時間進んだ時刻になります。

次に、localtime関数を使って経過時間から現在の日付と時刻に変換します。この際に地域性も考慮され日本の場合は日本標準時になります(OSに設定したタイムゾーンによるかと思います)。変換された値は tm 構造体に格納されます。

日付、時刻の情報を表示するにはstrftime関数を使います。「YYYY/MM/DD HH24:MI:SS」形式で表示する例です。


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

int main( void )
{
	/* 日付取得用変数 */
	time_t t1;
	struct tm *tp;

	/* 印字用文字列の格納のため */
	char a[100];

	/* 日付情報の取得 */
	time( &t1 );
	tp = localtime( &t1 );

	/* YYYY/MM/DD HH24:MI:SS 形式で印字 */
	strftime( a, sizeof(a), "%Y/%m/%d %H:%M:%S", tp );

	printf( "%s\n", a );

	return 0;
}

strftime関数の書式文字列には以下のようなものがあります。

%Y 年4桁
%y 年2桁(00-99)
%m 月(01-12)
%d 日(01-31)
%H 時間(24時間)(00-23)
%I 時間(12時間)(01-12)
%M 分(00-59)
%S 秒(00-59)
%a 省略形の曜日
%A 完全な曜日
%w 週の日(0-6、日曜が0)
%b 省略形の月名
%B 完全な月名

strftime関数を使わず tm 構造体にアクセスして表示することもできます。


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

int main( void )
{
	/* 日付取得用変数 */
	time_t t1;
	struct tm *tp;

	/* 印字用文字列の格納のため */
	char a[100];

	/* 日付情報の取得 */
	time( &t1 );
	tp = localtime( &t1 );

	/* YYYY/MM/DD HH24:MI:SS 形式で印字 */
	snprintf( a, sizeof(a),"%04d/%02d/%02d %02d:%02d:%02d",
		tp->tm_year+1900,
		tp->tm_mon+1,
		tp->tm_mday,
		tp->tm_hour,
		tp->tm_min,
		tp->tm_sec );

	printf( "%s\n", a );

	return 0;
}

年を出すときに「tp->tm_year+1900」としているのは tm_year が1901年以降の年となっているためです。また「tp->tm_mon+1」としているのは tm_mon の範囲が 00-11 となっているためです。

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日付、時刻の取得方法はコーディングを覚えてしまえば良いのですが、ちょっと気に留めておくことがlocaltime関数にあるので書いておきます。

localtime関数は「静的なオブジェクトを返す関数」であるため、通常のやり方とちょっと扱い方が違います。

通常の関数の使い方であればmain関数側で tm 構造体の変数を定義して tm 構造体のポインタをlocaltime関数に引き渡す感じになるかと思いますが、localtime関数はそのような使い方をしません。

(あえて)間違っているやり方です。

int main( void ) {
 :
 /* tm構造体の定義 */
 struct tm t1;
 :
 /* tm構造体のポインタを渡す */
 localtime( &t1 );
 :
}

localtime関数は構造体のポインタを受取りポインタの参照を通して構造体の実体に値を設定する、ということはしていないということです。

では、正しい使い方です。

int main( void ) {
 :
 /* tm構造体のポインタを定義 */
 struct tm *tp;
 :
 /* tm構造体へのポインタが返る */
 tp = localtime( ・・・ );
 :
}

このようになっているのは(もしくはこのようなことが出来るのは)、localtime関数が tm 構造体を static で宣言しているからでしょう。

struct tm *localtime(・・・) {
 :
 /* tm構造体の定義 */
 static struct tm t1;
 :
(tm 構造体に値を設定する処理)
 :
 return &t1;
}

これが「静的なオブジェクトを返す関数」という意味です。static であればlocaltime関数が終了しても tm 構造体は残り続けます。time.h にある asctime関数、ctime関数、gmtime関数も同様に静的なオブジェクトを返す関数になっています。

FILE構造体へのポインタを返すfopen関数と同じ使い方なので、日付関連の関数を扱うときはFILE構造体を扱う関数と同じ、と覚えておくと良いかもしれません。

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C言語の可変引数リスト「. . .」の使い方

C言語には可変引数リスト「. . .」というものがあります。これは関数のパラメータが不定であるときに使われます。例えばfuncという関数が

void func( int a, . . . );

と宣言されていた場合、func関数を呼び出すほうは func( 1, 100 ); でも良いし、func( 2, 100, 200 ); でも良いです。第一パラメータに可変引数リストの個数を指定することで任意の個数のint型パラメータを渡すことができます。この実装方法についてサンプルプログラムをもとに説明してみようと思います。可変引数リストはパラメータの個数だけでなく型まで任意にすることができるので、その例を出します。なお呼び出されるfunc関数の「. . .」は引数の個数も型も不定ですので「. . .」に該当する引数を「名なし引数」と呼ぶことにします。

実際のプログラムソースを示す前に要点を書くと、以下です。func関数側の実装です。

  • 名なし引数を次々に参照する「va_list」という型の変数を宣言する。
  • その変数が最初の名なし引数を指すように「va_start」という関数を呼ぶ。
  • 変数が次の名なし引数を指すように「va_arg」という関数を呼ぶ。
  • 最後の名なし引数までたどり着いたら「va_end」という関数を呼ぶ。

va_start、va_arg、va_end は、実際はマクロとして定義されています。

サンプルのプログラムソース示して使い方を書いてみます。


コピペするなら以下を使ってください。


#include <stdio.h>
#include <stdarg.h>

void func( int n, char *p, ... );

int main( void )
{
	int	i;
	char	a[10];

	/* 可変引数の個数は2つ */
	i = 2;

	/* 1つ目の引数はchar型、2つ目の引数はint型 */
	a[0] = 'c';
	a[1] = 'i';

	/* 可変引数の数を2つで呼ぶ */
	func( i, a, 'A', 10 );

	/* 可変引数の個数は3つ */
	i = 3;

	/* 1つ目の引数はint型、2つ目の引数はfloat型、3つ目の引数は文字列 */
	a[0] = 'i';
	a[1] = 'f';
	a[2] = 's';

	/* 可変引数の数を3つで呼ぶ */
	func( i, a, 20, 0.234, "Hello." );

	return 0;
}

void func( int n, char *p, ... )
{
	/* ループカウンタ用 */
	int i;

	/* 可変引数リストの値を格納する変数 */
	char cval;
	int ival;
	float fval;
	char *sval;

	/* 名なし引数を順番に指すようにするポインタ */
	va_list	ap;

	/* apを最初の名なし引数を指すようにする */
	va_start( ap, p );

	for( i = 1; i <= n; i++ )
	{
		printf( "%dつ目の引数: ", i);

		switch( *p++ )
		{
			case 'c':
				cval = va_arg( ap, int );
				printf( "%c\n", cval );
				break;
			case 'i':
				ival = va_arg( ap, int );
				printf( "%d\n", ival );
				break;
			case 'f':
				fval = va_arg( ap, double );
				printf( "%f\n", fval );
				break;
			case 's':
				for( sval = va_arg( ap, char *); *sval; sval++ )
					putchar( *sval );
				printf( "\n" );
				break;
		}
	}

	/* クリーンアップ */
	va_end( ap );
}

このプログラムはメイン関数から可変引数リストを持つfunc関数を呼び出しています。func関数の定義は

void func( int n, char *p, . . . );

となっていて、第一パラメータはintで可変引数リストの個数を設定します。第二パラメータはchar型配列へのポインタで、ここに「どんな型を可変引数リストに設定しているか」の情報を設定します。今回のサンプルソースの例では配列に設定する情報を以下のようにしています。

パラメータがchar型・・「c」を設定
パラメータがint型・・「i」を設定
パラメータがfloat型・・「f」を設定
パラメータが文字列・・「s」を設定

呼び出されたfunc関数が可変引数リストを間違いなくたどれるように、呼び出し元でパラメータの個数と型の情報を渡しているわけです。

メイン関数ではfunc関数を2回呼んでいますが、それぞれ以下のようにして呼び出しています。

/* 可変引数の数を2つで呼ぶ */
func( i, a, ‘A’, 10 );

可変引数リストの1つ目は文字の「A」、2つ目は数字の「10」、可変引数リストの個数は2個。

/* 可変引数の数を3つで呼ぶ */
func( i, a, 20, 0.234, “Hello.” );

可変引数リストの1つ目は数字の「20」、2つ目は小数の「0.234」、3つ目は文字列で「Hello.」、可変引数リストの個数は3個。

それでは、func関数側がどのように可変引数リストをたどるかを見てみます。

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func関数では可変引数リストの値を格納する変数と、va_list型の変数 ap を定義します(ap は argument pointer の略です)。そして ap が最初の名なし引数を指すように va_start を以下のように呼んでいます。

/* apを最初の名なし引数を指すようにする */
va_start( ap, p );

va_start の第二パラメータはfunc関数から渡される名前のある引数の最後のものを指定します。今回の例でいうと

void func( int n, char *p, . . . );

であるため、n と p が名前のある引数になります。このうち最後のものは後ろにある p のほうです。va_start に名前のある最後の引数を与えることによって ap が(次に位置する)最初の可変引数リストの名なし引数を指すようになるわけです。これはつまり、可変引数リストを使うには名前のある引数が少なくとも1つは必要ということを言っています。

これで ap が名なし引数を指すようになったので、あとは1つづつ名なし引数をたどっていきます。名なし引数をたどるには va_arg を使います。va_arg の使い方は

取得する名なし引数 = va_arg( ap, 次に進める分の型 );

です。va_arg の戻り値から名なし引数の値を取得できます。戻り値の型は都度変わってくるためサンプルプログラムではswitch文でケース分けをして取得しています。「次に進める分の型」というのは「どれくらい大きく ap を進めるか」ということを意味します。メイン関数から名なし引数の型の情報をもらっているため va_arg でこれを設定することができます。名なし引数がint型だった場合は

ival = va_arg( ap, int );

です。「次に進める分の型」にはintを指定します。なお、名なし引数が文字列の場合はfor文を使ってNULL文字が来るまでループさせています。

ちなみにここでやってみて気づいたことを1つ書いておきます。

名なし引数の型がchar型とfloat型のときですが以下のようにやるとコンパイル時に警告になります(というか、なりました)。

cval = va_arg( ap, char );
fval = va_arg( ap, float );

警告メッセージは以下です。

warning: ‘char’ is promoted to ‘int’ when passed through ‘. . .’
warning: ‘float’ is promoted to ‘double’ when passed through ‘. . .’

名なし引数がchar型の場合、次の名なし引数に進める増分はint型と同じ。float型の場合の増分はdouble型と同じということらしいです。なのでサンプルプログラムでは以下としています。

cval = va_arg( ap, int );
fval = va_arg( ap, double );

最後に va_end を呼んで ap のクリーンアップをして終了します。

このサンプルプログラムの結果は以下となります。

$ ./a.out
1つ目の引数: A
2つ目の引数: 10
1つ目の引数: 20
2つ目の引数: 0.234000
3つ目の引数: Hello.

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