基于Linux整形时间的常用计算思路

上一次分享了Linux时间时区详解与常用时间函数，相信大家对Linux常见时间函数的使用也有了一定的了解，在工作中遇到类似获取时间等需求的时候也一定能很好的处理。本文基于Linux整形时间给出一些简化的的常用计算思路，试图从另外的角度去加强读者对时间处理的理解，希望对您有所帮助。

概述

在后台server 的开发中，经常需要基于日期、时间的比较、计算。类似的功能需求可能有：判断今天是星期几，判断两个时间是否在同一天，是否在同一周，判断当前时间是否在每日的特定时段内等等。虽然有系统函数localtime()可以很好的获取日期相关的详细信息，但由于其获取的信息足够详细，以至于在某些特定的简单功能上，使用localtime()实际上是有多余的开销。对于一些简单的判断，我们推荐采用更简单、更原始、更易于理解的方式来实现。

计算思路

在Unix/Linux下，系统时间以time_t类型表示，本质上是一个整形数值，数值含义为从历史上的一个基准点开始（格林威治时间1970年1月1日零点），至当前时刻持续的秒数。在Linux下，time_t被定义long类型，即有符号整型。

考虑到中国与格林威治的时区不同，对中国来说，时间的基准起始点是1970年1月1日早八点整。对于任意时区，time_t的表示规则可以由下图表示。

如上，T0 ＝ 0，表示起始时间；T1为即T0以后，第一天的零点时间；T2则表示第二天的零点时间；可以看出，对于不同时区，表示规律上的区别只是T1取值不同。从T1时刻开始，T1，T2，T3...，Tn是一个等差序列，公差为一天的时间秒数，记为D ＝ 86400(60*60*24)。

对于任意一个时间，可以表示成：

t ＝ T1 ＋ k × D ＋ m                   …. 公式1

其中T1是一个时区相关的常量，m为本天之内的秒数，k可以理解为历史上的天数

经过变形可得出 k ＝（t － T1 － m） / D

由于m < D 可进一步简化：

k = （t － T1） / D                                       …. 公式2

k为t时刻所在当天，自T0开始的天数。

对于时刻t，其所在当天零点的时间：

tz  ＝ T1 ＋（t － T1） / D  × D                     …. 公式3

tz为 t时刻所在当天零点时间。

基于公式2我们可以判断任意两个时刻t1,t2是否是同一天，基于公式3我们可以求出时刻t1在所在当天所处的时段。基于这两个公式我们还可以扩展更多的相关于天的日期计算，而很容易看出，公式所使用的计算仅仅为整数数值运算而已。

对于星期的计算，我们可以仿造上面的思路。所不同的只有T1的取值为第一个星期的起始时间，如周一的早上零点时刻；D的取值为一周的秒数604800(86400*7)。

通过任意时刻t，我们可以求出其所在当前的零点时间，可以求出所在星期的开始时间，再通过简单的比较，也很容易实现计算出当天星期几等一些相关的扩展，在此不再一一赘述。

常用函数实现

//获取tNow时间的当天零点时间值，零点作为一天的第一秒

time_t GetTodayZeroTime(time_t tNow)

{

return ( ( (tNow - 57600)/86400 )*86400 + 57600 );

}

//判断两个时间是否在同一天, 一天的概念为00:00:00到23:59:59

bool IsInSameDay(time_t tTm1, time_t tTm2)

{

return ( (tTm1 - 57600) / 86400 == (tTm2 - 57600) / 86400 );

}

//获取tNow时间所在这一周的开始时间,即这周周一的0点0分0秒

//计算思路,1980-01-07是周一,这一天0点的整形时间为316022400(按中国时区)

time_t GetWeekBeginTime(time_t tNow)

{

return ( (tNow - 316022400) / 604800 * 604800 + 316022400 );

}

//获取tNow时间所在这一周的结束时间,即这周周日的23点59分59秒

time_t GetWeekEndTime(time_t tNow)

{

return ( (tNow - 316022400) / 604800 * 604800 + 316627199 );    //316022400 + 604800 - 1 );

}

//判断两个时间是否在同一周, 一周的概念为周一的00:00:00到周日的23:59:59

bool IsInSameWeek(time_t tTm1, time_t tTm2)

{

return ( (tTm1 - 316022400) / 604800 == (tTm2 - 316022400) / 604800 );

}

代码讲解

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

time_t GetTodayZeroTime(time_t tNow)
{
    return ( ( (tNow - )/ )* +  );
}

bool IsInSameDay(time_t tTm1, time_t tTm2)
{
    return ( (tTm1 - ) /  == (tTm2 - ) /  );
}

bool IsInSameWeek(time_t tTm1, time_t tTm2)
{
    return ( (tTm1 - ) /  == (tTm2 - ) /  );
}

time_t GetWeekBeginTime(time_t tNow)
{
    return ( (tNow - ) /  *  +  );
}

time_t GetWeekEndTime(time_t tNow)
{
    return ( (tNow - ) /  *  +  );    //316022400 + 604800 - 1 );
}

int main(int argc, char** argv)
{
    time_t currtime, one_hour_after, one_day_after, one_week_after;
    time(&currtime);
    one_hour_after = currtime + ; // 1小时之后
    one_day_after = currtime + ; // 1天之后
    one_week_after = currtime + ; // 1周之后

    printf("Today zero time ==> %d\n", GetTodayZeroTime(currtime));
    printf("Week begin time ==> %d\n", GetWeekBeginTime(currtime));
    printf("Week end time ==> %d\n", GetWeekEndTime(currtime));
    printf("Is in same day ==> (currtime|one_hour_after = %d), (currtime|one_day_after = %d)\n",
            IsInSameDay(currtime, one_hour_after), IsInSameDay(currtime, one_day_after));
    printf("Is in same week ==> (currtime|one_week_after = %d), (one_day_after|one_week_after = %d)\n",
            IsInSameWeek(currtime, one_week_after), IsInSameWeek(one_day_after, one_week_after));        

    return ;
}

结果说明

[root@VM_174_171_centos unixtime]# g++ -g -o unixtime_simplify unixtime_simplify.cpp

[root@VM_174_171_centos unixtime]# ./unixtime_simplify

Today zero time ==> 1445097600

Week begin time ==> 1444579200

Week end time ==> 1445183999

Is in same day ==> (currtime|one_hour_after = 1), (currtime|one_day_after = 0)

Is in same week ==> (currtime|one_week_after = 0), (one_day_after|one_week_after = 1)

[root@VM_174_171_centos unixtime]# date

Sun Oct 18 13:17:37 CST 2015

[root@VM_174_171_centos unixtime]# date -d @1445097600

Sun Oct 18 00:00:00 CST 2015

[root@VM_174_171_centos unixtime]# date -d @1444579200

Mon Oct 12 00:00:00 CST 2015

[root@VM_174_171_centos unixtime]# date -d @1445183999

Sun Oct 18 23:59:59 CST 2015

应用举例

在一些活动、任务逻辑中，常常会需要一个类似自然日内统计的数值，过了一天则数值清零。

对于这种需求，我们通常是以 [数值，更新时间] 来表示，在访问时刻进行时间比较，超过时效则清零。以按自然日清零规则来举例，即是在GetValue(), AddValue()时，判断数值的上次更新时间t_upd, 如果IsInSameDay(t_upd, t_now)则当前数值依然有效，否则清零数值后再进行相关操作。每次修改数值时都将t_upd更新成当前时刻。

国际化考虑

对于不同时区，公式的区别仅仅在于T1的取值，公式的形式和使用并不需要变化。

一种方式是将T1定义成宏，在国际化时对不同时区的版本，使用不同的T1数值。

另一种方式是将T1定义成全局变量，并在server启动时使用系统的localtime()函数，将T1按当地时区进行合适的初始化取值。

不适用于年、月的规则

由于每年的天数、每个月的天数不是固定不变的，所以本文的计算思路不适用于每月几号这样的时间点的判断，基于以往的经验，特定月份特定日期的功能需求并不是很普遍，对于这些功能还是使用localtime()函数来的方便一些。