如何将std::chrono::duration作为C++函数参数传递？

问题代码 #

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

// 此处报错
void foo(const std::chrono::duration& d) {
    std::cout << d.count() << std::endl;
}

int main() {
    const auto s = std::chrono::steady_clock::now();
    std::this_thread::sleep_for(std::chrono::seconds(3));
    const auto e = std::chrono::steady_clock::now();
    // 此处无报错
    const std::chrono::duration d = e - s;
    std::cout << d.count() << std::endl;
}

错误信息 #

<source>:5:10: error: missing template argument list after 'std::chrono::duration'; template placeholder not permitted in parameter
    5 | void foo(const std::chrono::duration& d) {
      |          ^~~~~
      |               <>
<source>:5:10: note: or use 'auto' for an abbreviated function template
In file included from /cefs/38/383ad2f84cbd57a52fd68bbe_consolidated/compilers_c++_x86_gcc_16.1.0/include/c++/16.1.0/chrono:51,
                 from <source>:1:
/cefs/38/383ad2f84cbd57a52fd68bbe_consolidated/compilers_c++_x86_gcc_16.1.0/include/c++/16.1.0/bits/chrono.h:68:13: note: 'template<class _Rep, class _Period> class std::chrono::duration' declared here
   68 |       class duration;
      |             ^~~~~~~~
<source>: In function 'void foo(...)':
<source>:6:18: error: 'd' was not declared in this scope
    6 |     std::cout << d.count() << std::endl;
      |                  ^
Compiler returned: 1

原因分析 #

std::chrono::duration是模板类，定义为template<class _Rep, class _Period> class duration;，必须指定模板参数才能使用：

• main函数中const std::chrono::duration d = e - s;能编译，是因为C++17引入的类模板实参推导（CTAD）：编译器可以从e - s的结果（steady_clock::duration类型）自动推导duration的模板参数。
• 但函数参数列表不支持这种自动推导，直接写std::chrono::duration&相当于使用未实例化的模板，编译器无法识别具体类型，因此报错。

解决方法 #

方法1：使用模板函数，让编译器推导参数 #

将foo定义为模板函数，编译器会根据传入的实参自动推导duration的模板参数：

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

template<typename Rep, typename Period>
void foo(const std::chrono::duration<Rep, Period>& d) {
    std::cout << d.count() << std::endl;
}

int main() {
    const auto s = std::chrono::steady_clock::now();
    std::this_thread::sleep_for(std::chrono::seconds(3));
    const auto e = std::chrono::steady_clock::now();
    const std::chrono::duration d = e - s;
    foo(d); // 自动推导模板参数
}

方法2：指定具体的模板参数 #

如果你只需要处理特定类型的duration（比如steady_clock返回的时长类型），可以直接指定模板参数：

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

// 使用steady_clock的duration类型
void foo(const std::chrono::steady_clock::duration& d) {
    std::cout << d.count() << std::endl;
}

int main() {
    const auto s = std::chrono::steady_clock::now();
    std::this_thread::sleep_for(std::chrono::seconds(3));
    const auto e = std::chrono::steady_clock::now();
    const std::chrono::duration d = e - s;
    foo(d);
}

方法3：用auto作为函数参数（C++20及以上） #

C++20支持缩写函数模板，用auto代替模板参数，写法更简洁：

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

void foo(const auto& d) {
    std::cout << d.count() << std::endl;
}

int main() {
    const auto s = std::chrono::steady_clock::now();
    std::this_thread::sleep_for(std::chrono::seconds(3));
    const auto e = std::chrono::steady_clock::now();
    const std::chrono::duration d = e - s;
    foo(d);
}

内容的提问来源于stack exchange，提问作者Harry