c++ - 如何从表示 usec 时间的 32 位 int 转换为表示时间的 32 位 int(以秒为单位的二进制分数)？

Question

POSIX 使用struct timeval 来表示时间间隔。

struct timeval
{
    time_t   tv_sec;
    unsigned tv_usec;
};

GHS Integrity 按以下方式表示时间，

struct Time
{
    time_t Seconds;
    unsigned Fraction;
};

例如，0.5秒表示为0x80000000，0.25秒表示为0x40000000。

将 timeval 转换为 Time 的最佳方法是什么？

(p.s. 答案不是将 POSIX 库链接到 Integrity 并使用 POSIX 调用。)

Answer 1

这是一种不寻常的时间表示方式。

无论如何，如果您有 64 位整数或 float (前者更可能在嵌入式系统上使用)，有两种简单的方法可以做到这一点:

/* assuming long is 64-bit and int is 32-bit
   or in general long twice the size of int: */
Fraction = (long) tv_usec * UINT_MAX / 1000000        /* usecs to fraction */
tv_usec = (long) Fraction * 1000000 / UINT_MAX        /* fraction to usecs */

/* assuming floating points are available: */
Fraction = tv_usec * ((double) UINT_MAX / 1000000)    /* usecs to fraction */
tv_usec = Fraction * ((double) 1000000 / UINT_MAX)    /* fraction to usecs */

显然两者都只是整数近似值，因为一个尺度中的大多数值不能在另一个尺度中表示为整数。在一个方向上，您可能会失去一些精度，因为 Fraction 形式可以表示更精细的时间 - Fraction 形式的一个增量小于 0.00024 微秒。但前提是您的计时器实际上可以测量那些不太可能的值 - 大多数计时器甚至无法以微秒为单位进行测量，并且您在 tv_usec 中看到的值通常是四舍五入的。

如果 64 位整数和 float 都不是可用的选项，您可以使用一个额外的变量迭代地完成它。我在想是否有一种比用两个 32 位整数进行等效的迭代 64 位乘法和除法更简单(并且更便宜，考虑到这是计时代码)的方法来进行这种缩放。在我想到的两个想法中，一个不会进行精确的均匀缩放，并且可能会产生最多 9 位偏移的结果，而对此进行补偿的那个结果并不便宜。如果我想到什么新东西，我会把它贴在这里，但这是一个有趣的挑战。还有其他人有好的算法或代码片段吗？也许借助于一个小型的预先计算的表格？