原想换过一季，歇口气，不曾想已是冬歇到夏。

不由想起烂柯人的故事。晋中王质上山砍柴，见山中有人弈棋，停下观看。不知不觉，树叶黄了又绿，几度变换，手中的斧柄都腐烂了。等到回到村中，已是数百年后。

晋代的传说满是时间的歧路。有山中樵夫，也有桃源捕鱼人误入不知魏晋的桃源仙境。也许这与当时谈佛论道的风气有关。佛教的时间换算层层叠叠，刹那(10毫秒)于人寿(100年)不值一提，人寿于极乐世界一昼夜(13.44亿年)，更是不足道。

根据经纬度划分的时区，在1884年才确立。在那之后，同一个时刻，在地球不同地方，有了不同的时间表示。这个小小的迷宫，在侦探小说推理游戏中屡试不爽。远在魏晋的古人，则只能在同地的不同时空中，上下求索。

折回尘世，时间就具体得多。它的单位不那么多，跨度也不那么长。它有自己的【度量】，【时刻表示】与【计时工具】，有条不紊，记录着每个程序的进程。

度量

在物理世界中，时间有自己的尺度：

• 直接度量单位
  年(day)，月(month), 日(day), 时(hour), 分(minute), 秒(second), 毫秒(millisecond), 纳秒(nanosecond)

要计算一段程序运行的时间，因为代码运行在CPU上，因此可以使用CPU的时钟周期度量。

• 间接度量
  CPU时钟周期(clock)

二者通过CPU的时钟频率换算。

// steady_clock example, from cppreference
#include <iostream>
#include <ctime>
#include <ratio>
#include <chrono>

int main ()
{
  using namespace std::chrono;

  steady_clock::time_point t1 = steady_clock::now();

  std::cout << "printing out 1000 stars...\n";
  for (int i=0; i<1000; ++i) std::cout << "*";
  std::cout << std::endl;

  steady_clock::time_point t2 = steady_clock::now();

  duration<double> time_span = duration_cast<duration<double>>(t2 - t1);

  std::cout << "It took me " << time_span.count() << " seconds.";
  std::cout << std::endl;

  return 0;
}

时刻表示

度量回答了时间的长短，要回答今夕何夕，还需要知道时刻的表示。

从Epoch(0时区的1970-01-01)时刻算起，到某个时间点经过的时间里程数可以称为【timestamp】(时间戳)，它在不同时区的数值都是一样的。

>>> import time
>>> import os
>>> os.environ['TZ'] = 'GMT' 
>>> time.tzname # 现在时区名是CST
('CST', 'CST')
>>> time.time() # 时间戳
1620143611.841546
>>> time.tzset() # 时区改为0时区
>>> time.tzname # 确实变更为GMT时区
('GMT', 'GMT')
>>> time.time() # 时区相差8小时，时间戳大致接近
1620143625.263896

它也可以换算成一个按年月日、时分秒给出的日期。换算日期，就涉及到时区的问题。

如果不考虑时区，我们得到的是UTC时间下的日期——【utctime】，别名【gmtime】，和GMT(0时区名称)的结果一致。

>>> import time
>>> help(time.gmtime)  # a.k.a 瞩目
Help on built-in function gmtime in module time:

gmtime(...)
    gmtime([seconds]) -> (tm_year, tm_mon, tm_mday, tm_hour, tm_min,
                           tm_sec, tm_wday, tm_yday, tm_isdst)

    Convert seconds since the Epoch to a time tuple expressing UTC (a.k.a.
    GMT).  When 'seconds' is not passed in, convert the current time instead.

转换到本地的时区，得到就是【localtime】

>>> import time
>>> time.gmtime()
time.struct_time(tm_year=2021, tm_mon=5, tm_mday=4, tm_hour=16, tm_min=6, tm_sec=9, tm_wday=1, tm_yday=124, tm_isdst=0)
>>> time.tzname
('CST', 'CST')
>>> time.localtime() # 在CST(+8时区)下，gmtime和localtime差了8小时，导致日期不一致
time.struct_time(tm_year=2021, tm_mon=5, tm_mday=5, tm_hour=0, tm_min=6, tm_sec=19, tm_wday=2, tm_yday=125, tm_isdst=0)

如果直接拿到的是一串日期

可以通过strftime, strptime这两个方法，进行日期和字符串的转换。

这两个函数默认的日期都是localtime, 其他时区的日期需要注意时区转换。

>>> import time
>>> t1 = time.localtime()
>>> t1
time.struct_time(tm_year=2021, tm_mon=5, tm_mday=5, tm_hour=0, tm_min=17, tm_sec=11, tm_wday=2, tm_yday=125, tm_isdst=0)
>>> time.strftime("%s", t1)
'1620145031'
>>> time.time() # 时间戳接近
1620145059.413488
>>> t2 = time.gmtime() # 使用utc得到的时间对象
>>> time.strftime("%s", t2) # 得到偏小的时间戳，说明函数将这个时间对象当成8小时前的local时间
'1620116297'

计时工具

我们关心的，还有如何衡量度过的时光。

有了python的time模块和时间戳，我们可以在想测量的开头结尾一减，这样就完成了一个自制的一次性定时器。

>>> import time
>>> t1 = time.time()
>>> # do something slow
>>> t2 = time.time()
>>> delta_t = t2 - t1

更进一步，我们希望它能变成一个库，方便多次调用。python的timeit.timeit模块提供的就是这个功能

>>> import timeit
>>> timeit.timeit('a=1+1') # 但是不能测试像time.sleep这类代码，计时器会无法正常退出

即使不能更改代码，要获取整个代码的运行时间，也可以使用linux的time命令

在代码中用timeit测量，需要编写额外的测试代码；更优雅的做法是使用decorator技术进行封装，这个话题，咱们下回再议。