C言語のdifftimeで時刻差(秒)を計算する方法と実例

2025年10月26日

C言語

時刻と時刻の差を「秒」で知りたい場面は、処理時間の測定やタイムアウト判定など、実務でも学習でもたびたび登場します。

C言語には時刻差を安全かつ移植性高く計算できるdifftime関数が用意されています。

本記事ではdifftimeの基礎から具体例、注意点までを初心者向けに丁寧に解説します。

目次 [ close ]

C言語のdifftimeとは？

時刻差(秒)を計算する標準関数

difftimeは2つのtime_t値の差を秒単位で返す、C標準ライブラリの関数です。

標準に含まれるため、OSやコンパイラが異なっても同じインターフェースで利用できます。

内部では実装依存のtime_tを安全に扱い、符号やビット幅の違いによる問題を避けるよう設計されています。

役割の概要

「終点の時刻 − 始点の時刻」を秒で返します。

秒数は実数のdoubleで表され、通常は整数秒になりますが、環境によっては小数部を持ち得ます。

演算はdifftime(end, start)のように、終点を第1引数、始点を第2引数に渡します。

いつ使うか

処理の経過時間を測る、2つのログ時刻の差を比較する、一定時間経過を待つといった用途で使います。

「秒」で比較できればよい場面に最適です。

戻り値はdouble型

戻り値はdouble型です。

これは、非常に大きい時刻差を扱えるようにするためと、実装によってはtime_tが非整数を表す可能性を考慮したためです。

なぜ整数ではないのか

整数にすると表現できる範囲が狭まり、また中間計算でのオーバーフロー検出が難しくなります。

doubleなら広い範囲を扱え、丸め処理も柔軟に行えます。

丸めと表示の考え方

表示の際はprintf("%.0f", diff)のように小数部を抑えて出力したり、必要に応じて%.3fで小数点以下を表示します。

整数秒として使うなら、丸めや切り捨ての方針をあらかじめ決めておきましょう。

必要なヘッダーは<time.h>

#include <time.h>が必須です。

また、結果を表示するにはprintfを使うため#include <stdio.h>も併用します。

インクルード例

C言語

#include <stdio.h>  // printfなどの入出力
#include <time.h>   // time_t, time, difftime

difftimeの基本的な使い方

関数プロトタイプと引数

difftimeのプロトタイプは次の通りです。

C言語

// time.h より
double difftime(time_t time1, time_t time0);
// 戻り値: time1 - time0 を秒で表した double

引数の順序に注意

第1引数が「後の時刻」(終点)、第2引数が「前の時刻」(始点)です。

順序を逆にすると負の値が返ります。

2つのtime_tを渡して秒差を得る

典型的にはtime(NULL)で現在時刻を取り、処理の前後で2回取得してdifftimeに渡します。

差が秒単位で得られるため、単純な経過時間計測に適しています。

例の流れ

1回目のtimeで始点を取得し、処理を行い、2回目のtimeで終点を取得します。

この2つをdifftime(end, start)に渡せば秒差が求まります。

結果の表示

表示はprintfで行います。

必要に応じて小数点以下の桁数を調整します。

フォーマット指定の実例

C言語

#include <stdio.h>
#include <time.h>

int main(void) {
    time_t t0 = time(NULL);
    time_t t1 = t0 + 123;           // 123秒後の時刻を仮想的に用意
    double diff = difftime(t1, t0); // 秒差は123.0になる想定

    // 小数なしで表示(四捨五入)
    printf("四捨五入: %.0f 秒\n", diff);

    // 小数点以下3桁まで表示
    printf("小数あり: %.3f 秒\n", diff);

    // 切り捨てて整数秒として扱う(明示的にキャスト)
    printf("切り捨て: %lld 秒\n", (long long)diff);

    return 0;
}

実行結果

四捨五入: 123 秒
小数あり: 123.000 秒
切り捨て: 123 秒

丸め方は仕様や要件に合わせて統一しましょう。

切り捨てはキャスト、四捨五入は%.0fやllround(要math.h)などの手段があります。

difftimeの実例コード

2つのtime_tの秒差を表示

まずは2つのtime_tの差をそのまま表示する最小例です。

ここでは現在時刻に90秒を足して、90秒差が出ることを確認します。

C言語

#include <stdio.h>
#include <time.h>

int main(void) {
    // 現在のUNIX時刻(秒)を取得
    time_t start = time(NULL);

    // デモ用に "90秒後" の時刻を作る
    // 実際には処理を行った後に time(NULL) を再度呼びます
    time_t end = start + 90;

    // 秒差を計算
    double diff = difftime(end, start);

    // 結果を表示(小数なし)
    printf("2つの時刻の差は %.0f 秒です。\n", diff);

    return 0;
}

実行結果

2つの時刻の差は 90 秒です。

実務ではendに加算せず、処理の前後でそれぞれtime(NULL)を呼びます。

経過時間(秒)を測るシンプルな例

次は、処理の経過時間を実際に測る例です。

ここでは分かりやすさのため、difftime自身を使って約2秒待つ簡単なループを利用します(いわゆるビジーウェイト。デモ用であり実務では非推奨)。

C言語

#include <stdio.h>
#include <time.h>

int main(void) {
    // 計測開始時刻
    time_t start = time(NULL);

    // おおよそ2秒経過するまで待機(ビジーウェイト)
    // 実務では sleep や thrd_sleep などの待機APIを検討してください
    while (difftime(time(NULL), start) < 2.0) {
        // 何もしない(デモ用の待機)
    }

    // 計測終了時刻
    time_t end = time(NULL);

    // 経過秒を計算
    double elapsed = difftime(end, start);

    // 結果を表示
    printf("経過時間: %.0f 秒\n", elapsed);

    return 0;
}

実行結果

経過時間: 2 秒

経過時間の測定は「開始」「終了」「difftimeで差を取る」の3ステップが基本です。

difftimeの注意点

time_tの直接の引き算を避ける理由

time_t同士を直接引き算するのは避け、必ずdifftimeを使いましょう。

time_tは実装依存で、符号付きか符号なし、ビット幅などが環境で異なるため、単純な減算は思わぬ不具合の原因になります。

よくある落とし穴と影響

理由	起こりうる問題
`time_t`の符号が実装依存	負の差を扱えない環境で桁あふれや巨大値になる
ビット幅が実装依存(32/64bitなど)	減算時にオーバーフローや符号反転を招く
中間計算の型が未定義になりやすい	最終的な`double`への変換で誤った値になる

difftimeはこれらの違いを吸収するために用意された標準関数です。

望ましい書き方の比較

C言語

// 悪い例(直接引き算): 実装によっては未定義動作や誤動作の可能性
// long long sec = end - start;

// 良い例: difftimeで安全に差分を得る
double sec = difftime(end, start);

負の値が返るケース

第1引数の時刻が第2引数より過去であれば、difftimeは負の値を返します。

比較や方向判定に便利です。

簡単な確認例

C言語

#include <stdio.h>
#include <time.h>

int main(void) {
    time_t a = time(NULL);
    time_t b = a + 10; // aの10秒後

    // あえて順序を逆にして差を取る
    double d = difftime(a, b); // a - b = -10

    if (d < 0.0) {
        printf("aはbより %.0f 秒だけ過去です。\n", -d);
    } else {
        printf("aはbと同時刻か未来です。\n");
    }
    return 0;
}

実行結果