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C++中的2038问题到底是个什么问题?

发布：守望
来源：编程珠玑
时间：2020-06-11 15:43
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C++中什么是2038问题，不知道你有没有听过2038问题?无论你是否听过，本文将带你认识什么是2038问题。

Unix时间戳

定义为从格林威治时间1970年01月01日00时00分00秒(北京时间1970年01月01日08时00分00秒)起至现在的总秒数。

而在C语言中，常用time_t来表示。举个例子：

#include <stdio.h>

#include <time.h>

int main (void)

{

time_t rawtime = 10;//time(NULL)获取当前时间戳

struct tm info;//转为tm结构

localtime_r( &rawtime,&info); //转为字符串

printf("时间为: %s\n", asctime(&info));

return 0;

}

运行结果：

时间为: Thu Jan 1 08:00:10 1970

在这里，我给rawtime设置为10，从打印结果来看也知道是正确的了。(注意，由于我们的时区为东八区，所以得到的时间是八点。)当然这里的内容暂时不展开，主要关注time_t。然而实际上，time_t到底是什么?

通常，time_t直接或者间接被定义为下面这样：

typedef long time_t

我们知道，在32位程序下面，long占用四个字节空间：

#include<stdio.h>

#include <limits.h>

int main(void)

{

printf("long size:%zd\n",sizeof(long));

printf("long max:%ld\n",LONG_MAX);

return 0;

}

编译运行：

$ gcc -m32 -o main main.c

$ ./main

2147483647

可以看到，对于32位程序而言，long的最大值为2147483647。

溢出引发的问题

也就是说，一旦时间戳的值大于四字节的LONG_MAX,time_t将会无法正确存储这个时间戳。

举例来说，最开始的程序编译为32位程序，修改rawtime的值为2147483648，运行结果为(注意，溢出的结果是未定义的)：

#include <stdio.h>

#include <time.h>

int main (void)

{

time_t rawtime = 2147483648;//time(NULL)获取当前时间戳

struct tm info; //转为tm结构

localtime_r( &rawtime,&info); //转为字符串

printf("时间为: %s", asctime(&info));

return(0);

}

然后我们编译运行：

$ gcc -m32 -o main main.c

warning: this decimal constant is unsigned only in ISO C90 [enabled by default]

$ ./main

间为: Sat Dec 14 04:45:52 1901

首先编译的时候也有警告，原因在于2147483649无法使用time_t来表示，我们运行之后，也发现结果出乎我们的意料，它竟然是一个1901年的时间!

2038问题

那这和2038有什么关系呢?

编译为64位程序我们再次运行就会发现：

间为: Tue Jan 19 11:14:08 2038

这个4字节整型表示的时间戳值只能表示到北京时间2038年1月19日11时14分07秒，一旦到了这时间之后，这些32位程序就可能运行异常，因为它们无法将此时间正确的识别为2038年，而可能会依个别实现而跳回1970年或1901年。

总结

到此，想必你已经很清楚了。由于在32位程序中，time_t最大值为2147483647，即最多表示到北京时间2038年1月19日11时14分07秒，因此在此之后就会出现异常。而如果使用64位整型，则可以记录至约2900亿年后的292,277,026,596年12月4日15:30:08，星期日(UTC)。

当然，如果采用无符号整型，这个错误会被延后到 2106 年。到那时，还会有32位的程序在运行吗?

2038问题只是一个引子，实际上在程序中有很多现在不会溢出而将来可能溢出的问题，你会关注吗?