C: struct timespec c库

Question

我正在尝试编写一个较小的库，使我能够度量使用struct timespec时测量的平均时间。因为C不允许操作符重载，所以我不得不构建函数。我知道像end_time < start_time这样的检查是没有完成的，但是为了实现代码中的某种短处，我忽略了它们。计算的准确性是首要目标。

enum { NS_PER_SECOND = 1000000000L };
enum { MAX_NS = 999999999 };

// t1 --> start time
// t2 --> end time
// set t1 and t2 by:
//        clock_gettime(CLOCK_REALTIME, &t1);
struct timespec get_timespec_diff(const struct timespec t1, const struct timespec t2)
{
    struct timespec t;

    t.tv_nsec = t2.tv_nsec - t1.tv_nsec;
    t.tv_sec  = t2.tv_sec - t1.tv_sec;

    if (t.tv_sec > 0 && t.tv_nsec < 0) {
        t.tv_nsec += NS_PER_SECOND;
        t.tv_sec--;
    } else if (t.tv_sec < 0 && t.tv_nsec > 0) {
        t.tv_nsec -= NS_PER_SECOND;
        t.tv_sec++;
    }

    return t;
}

struct timespec timespec_add(const struct timespec t1, const struct timespec t2) {

    unsigned int total_ns   = t1.tv_nsec + t2.tv_nsec;
    unsigned int total_s    = t1.tv_sec  + t2.tv_sec;

    while(total_ns > MAX_NS) {
        total_ns -= (unsigned)(MAX_NS + 1);
        total_s++;
    }

    struct timespec ret;
    ret.tv_sec  = total_s;
    ret.tv_nsec = total_ns;

    return ret;
}

struct timespec timespec_avg(const struct timespec t, const unsigned n) {

    struct timespec ret;
    ret.tv_sec  = 0;
    ret.tv_nsec = 0;

    unsigned int total_ns = t.tv_nsec + (t.tv_sec * (MAX_NS+1));
    unsigned int avg_ns = total_ns/n;

    while(avg_ns > MAX_NS) {
        ret.tv_sec++;
        avg_ns /= 10;
    }
    ret.tv_nsec = avg_ns;

    return ret;
}

Answer 1

time_t假设，而不是规范

OP的代码假设1) time_t是整数类型。可能是浮点。2) unsigned/int不是16位--它们可能是。

法线范围

正常范围为.tv_sec >= 0和0 <= .tv_nsec <= 999999999。有用的是，代码不太依赖于这一点。

溢出风险

在timespec_add()中，t1.tv_sec + t2.tv_sec可能导致溢出，从而导致未定义的行为。

当unsigned int total_ns = t1.tv_nsec + t2.tv_nsec;是16位时，unsigned很容易无法提供正确的结果--最好使用long.

奇名

timespec_avg(const struct timespec t, const unsigned n)看起来更像是一个鸿沟，而不是平均时间。

备选建议：

#include <time.h>
#define NS_PER_SECOND 1000000000

// Averaging without overflow, even if `t1,t2` outside normal range
struct timespec timespec_avg(struct timespec t1, struct timespec t2) {
  struct timespec avg;
  int remainder = t1.tv_sec % 2 + t2.tv_sec % 2;
  avg.tv_sec = t1.tv_sec / 2 + t1.tv_sec / 2;
  avg.tv_nsec = t1.tv_nsec / 2 + t1.tv_nsec / 2 + (t1.tv_nsec % 2 + t1.tv_nsec % 2) / 2;
  avg.tv_sec += avg.tv_nsec / NS_PER_SECOND;
  avg.tv_nsec = avg.tv_nsec % NS_PER_SECOND + (NS_PER_SECOND / 2 * remainder);
  if (avg.tv_nsec >= NS_PER_SECOND) {
    avg.tv_nsec -= NS_PER_SECOND;
    avg.tv_sec++;
  } else if (avg.tv_nsec < 0) {
    avg.tv_nsec += NS_PER_SECOND;
    avg.tv_sec--;
  }
  return avg;
}