Arbeiten mit Daten in C++: Bibliotheken chrono, date.h und Boost.DateTime

Arbeiten mit Daten in C++: Überblick über moderne Bibliotheken

Die Arbeit mit Datum und Uhrzeit ist eine der Kernaufgaben in der Softwareentwicklung. In C++ gab es lange Zeit keine praktische Standardwerkzeuge, was zur Verwendung von C-Funktionen (ctime, localtime) oder Drittanbieterlösungen führte. Mit der Einführung des Standards C++11 und späterer Versionen hat sich die Situation jedoch grundlegend geändert. In diesem Artikel betrachten wir drei Hauptansätze für die Arbeit mit Daten in C++: die Standardbibliothek std::chrono, die Erweiterung date.h von Howard Hinnant und das leistungsstarke Framework Boost.DateTime.

1. Die Standardbibliothek std::chrono (C++11 und neuer)

std::chrono ist Teil der C++-Standardbibliothek und bietet Typen zur Darstellung von Zeitpunkten (time_point), Dauern (duration) und Uhren (clock). Sie eignet sich ideal zum Messen von Zeitintervallen, für die Arbeit mit Timern und hochpräzisen Verzögerungen. Bis C++20 fehlten jedoch praktische Mittel für die Arbeit mit Kalenderdaten (Tag, Monat, Jahr).

Beispiel: Messen der Ausführungszeit von Code

#include <iostream>#include <chrono>#include <thread>

int main() {    auto start = std::chrono::high_resolution_clock::now();

    // Arbeitsimulation    std::this_thread::sleep_for(std::chrono::milliseconds(500));

    auto end = std::chrono::high_resolution_clock::now();    auto duration = std::chrono::duration_cast<std::chrono::milliseconds>(end - start);

    std::cout << "Ausführungszeit: " << duration.count() << " ms";    return 0;}

Mit C++20 erhielt std::chrono Kalenderunterstützung: die Typen year, month, day, year_month_day und Operatoren für die Arbeit mit ihnen. Jetzt kann man schreiben:

#include <chrono>#include <iostream>

int main() {    using namespace std::chrono;    auto today = floor<days>(system_clock::now());    year_month_day ymd{today};    std::cout << int(ymd.year()) << "-"               << unsigned(ymd.month()) << "-"               << unsigned(ymd.day()) << "";    return 0;}

2. Die Bibliothek date.h (Howard Hinnant)

Vor der Veröffentlichung von C++20 nutzten Entwickler aktiv die Bibliothek date.h – eine einzeilige Erweiterung für std::chrono, geschrieben von Howard Hinnant. Sie bietet einen vollständigen Satz von Funktionen für die Arbeit mit Daten: Parsing, Formatierung, Berechnung der Differenz zwischen Daten, Arbeit mit Zeitzonen und sogar Unterstützung für den julianischen Kalender.

Beispiel: Parsen eines Strings in ein Datum

#include "date.h"#include <iostream>#include <sstream>

int main() {    std::istringstream ss("2025-04-07");    date::sys_days tp;    ss >> date::parse("%F", tp); // ISO 8601 Format    auto ymd = date::year_month_day{tp};    std::cout << "Jahr: " << int(ymd.year()) << "";    return 0;}

Beispiel: Altersberechnung

#include "date.h"#include <iostream>

int main() {    using namespace date;    auto birth = sys_days{year{1990}/month{1}/day{15}};    auto today = floor<days>(std::chrono::system_clock::now());    auto age = today - birth;    std::cout << "Alter in Tagen: " << age.count() << "";    // Alter in Jahren (ungefähr)    auto years = duration_cast<std::chrono::years>(age);    std::cout << "Alter in Jahren: " << years.count() << "";    return 0;}

Die Bibliothek date.h lässt sich leicht einbinden (es reicht, die Header-Datei zu kopieren) und erfordert keine Kompilierung. Sie wurde zur Grundlage für das standardmäßige std::chrono in C++2