C語言如何實現(xiàn)Unix時間戳與本地時間轉(zhuǎn)化
前言
我們平常說時間都說的幾點幾分幾秒，星期幾，但是在計算機里面并不是直接使用我們所說的時間，而是使用Unix時間戳，這樣不管是哪個平臺，哪個系統(tǒng)，都可以根據(jù)自己對時間的定義進行轉(zhuǎn)換，像Java，PHP等都提供了接口來進行轉(zhuǎn)化，C庫里面也有這樣的函數(shù)，那具體是怎么實現(xiàn)的呢？要了解這個問題首先我們就必須要清楚什么是Unix時間戳，什么是我們平常使用的時間。
1. Unix時間戳
UNIX時間戳：Unix時間戳（英文為Unix epoch, Unix time, POSIX time 或 Unix timestamp）
是從1970年1月1日（UTC/GMT的午夜）開始所經(jīng)過的秒數(shù)，不考慮閏秒。
UNIX時間戳的0按照ISO 8601規(guī)范為 ：1970-01-01T00:00:00Z.
一個小時表示為UNIX時間戳格式為：3600秒；一天表示為UNIX時間戳為86400秒，閏秒不計算。
在大多數(shù)的UNIX系統(tǒng)中UNIX時間戳存儲為32位，這樣會引發(fā)2038年問題或Y2038。
對應(yīng)的時間和秒數(shù)如下
| 時間 | 秒 |
|---|---|
| 1 分鐘 | 60 秒 |
| 1 小時 | 3600 秒 |
| 1 天 | 86400 秒 |
| 1 周 | 604800 秒 |
| 1 月 (30.44 天) | 2629743 秒 |
| 1 年 (365.24 天) | 31556926 秒 |
2. 本地時間
平常我們最常聽見的是陰歷和陽歷之分，陰歷是按照月亮的運行規(guī)律來計算日期的，那我們所說的陽歷又是什么呢？其實陽歷或者說叫西歷最早是叫做儒略歷，是由羅馬共和國獨裁官儒略·愷撒（即蓋烏斯·尤里烏斯·凱撒）采納數(shù)學(xué)家兼天文學(xué)家索西琴尼的計算后，于公元前45年1月1日起執(zhí)行的取代舊羅馬歷法的一種歷法，但令人遺憾的是，當(dāng)時那些頒發(fā)歷書的祭司們，卻不了解改歷的實質(zhì)。結(jié)果，可笑的是，當(dāng)時羅馬執(zhí)掌頒布歷書的祭司竟把原來歷法上規(guī)定的“每隔三年置閏”誤解為“每三年置一閏”。從公元前45年起，到公元前9年為止，這之間本應(yīng)設(shè)置10個閏年，他們卻設(shè)置了13個閏年。公元前9年，人們終于發(fā)現(xiàn)這一差錯，這時愷撒的外甥奧古斯都執(zhí)掌政權(quán)，他糾正了這個錯誤，才停止了“三年一閏”。奧古斯都下令改正過來，改到次年(公元前8年)才置閏年。當(dāng)改正這種閏年的錯誤時已經(jīng)多閏了3年，為了去掉著多閏的3年，奧古斯都又下令停閏3年，即以公元前5年、公元前1年、公元前4年仍為平年，以后恢復(fù)了每4年一閏的規(guī)定了。奧古斯都為了宣揚這一功勞，仿效儒略·愷撒的做法，下令把自己出生的儒略歷中的8月改稱為奧古斯都月(這一名稱在西方沿用到今天)。8月后的大，小月份都翻轉(zhuǎn)過來了，9月為30天，10月為31天，11月為30天，12月為31天，這種置月方式一直沿用至今。如此一來，一年多出了一天，于是也從二月份29天里再減去一天，二月份只剩下28天了 1582年羅馬教皇格里高利對”儒略歷”又進行修改，規(guī)定被4整除的年為閏年，但逢百之年只有能被400除盡才能是閏年。這就是使用至今的“格里歷”。這樣做是為了使歷年與回歸年相接近。回歸年的周期是365.2425天。儒略歷一年的平均長度為365.25日，比回歸年（365.2425天）長11分14秒，自公元325年（該年采用儒略歷作為宗教日歷）積累到十六世紀(jì)末，春分日由3月21日提早到3月11日。于是羅馬教皇格里高利十三世(Gregorius XⅢ)于1582年10月4日還下令將次日（即原10月5日）定為10月15日,把春分日又恢復(fù)為3月21日。這樣，1582年的10月5日-14日這十天就成了“不存在”的日子，變?yōu)闅v史的空白。1949年9月27日，經(jīng)過中國人民政治協(xié)商會議第一屆全體會議通過，中華人民共和國使用國際社會多數(shù)國家通用的西歷和西元作為歷法和紀(jì)年。
3. 蔡勒公式
清楚了Unix時間戳和公歷的意義，怎么講秒數(shù)轉(zhuǎn)化成本地時間大家心里應(yīng)該有個大概了，既然本地時間知道了，那我們可不可以根據(jù)這個日期直接知道那一天是星期幾呢？數(shù)學(xué)家蔡勒（Zeller）推算出了這個公式，大家稱為蔡勒公式，使用這個公式隨便給出一個日期，就可以計算出是星期幾。
公式具體是這樣的
W = [C / 4] - 2C + y + [y / 4] + [13 * (M + 1) / 5] + d - 1
或者是:w = y + [y / 4] + [c / 4] - 2c + [26(m + 1) / 10] + d - 1
公式中的符號含義如下：
w：星期； w對7取模得：0-星期日，1-星期一，2-星期二，3-星期三，4-星期四，5-星期五，6-星期六
c：世紀(jì)-1（前兩位數(shù)）
y：年（后兩位數(shù)）
m：月（m大于等于3，小于等于14，即在蔡勒公式中，某年的1、2月要看作上一年的13、14月來計算，比如2003年1月1日要看作2002年的13月1日來計算）
d：日 [ ]代表取整，即只要整數(shù)部分。
下面以中華人民共和國成立100周年紀(jì)念日那天（2049年10月1日）來計算是星期幾，過程如下：
w = y + [y / 4] + [c / 4] - 2c + [26(m + 1） / 10] + d - 1
= 49 + [49 / 4] + [20 / 4] - 2 × 20 + [26 × （10 + 1） / 10] + 1 - 1
= 49 + [12.25] + 5 - 40 + [28.6]
= 49 + 12 + 5 - 40 + 28
= 54 （除以7余5）
即2049年10月1日（100周年國慶）是星期五。
再比如計算2006年4月4日，過程如下：
w = y + [y / 4] + [c / 4] - 2c + [26(m + 1） / 10] + d - 1
= 6 + [6 / 4] + [20 / 4] - 2 * 20 + [26 * （4 + 1） / 10] + 4 - 1
= -12 （除以7余5，注意對負數(shù)的取模運算！實際上應(yīng)該是星期二而不是星期五)
不過要注意的是，蔡勒公式只適合于1582年（明朝萬歷十年）10月15日之后的情形。
4. 具體實現(xiàn)
清楚了上面這些內(nèi)容，我們來看一下用C怎么實現(xiàn)Unix時間戳和本地時間的相互轉(zhuǎn)化，并根據(jù)指定的時間算出對應(yīng)的日期
#include <stdio.h>
#include <stdbool.h>
#define UTC_BASE_YEAR 1970
#define MONTH_PER_YEAR 12
#define DAY_PER_YEAR 365
#define SEC_PER_DAY 86400
#define SEC_PER_HOUR 3600
#define SEC_PER_MIN 60
/* 每個月的天數(shù) */
const unsigned char g_day_per_mon[MONTH_PER_YEAR] = {31, 28, 31, 30, 31, 30, 31, 31, 30, 31, 30, 31};
/* 自定義的時間結(jié)構(gòu)體 */
typedef struct
{
unsigned short nYear;
unsigned char nMonth;
unsigned char nDay;
unsigned char nHour;
unsigned char nMin;
unsigned char nSec;
unsigned char DayIndex; /* 0 = Sunday */
} mytime_struct;
/*
* 功能：
* 判斷是否是閏年
* 參數(shù)：
* year：需要判斷的年份數(shù)
*
* 返回值：
* 閏年返回1，否則返回0
*/
unsigned char applib_dt_is_leap_year(unsigned short year)
{
/*----------------------------------------------------------------*/
/* Local Variables */
/*----------------------------------------------------------------*/
/*----------------------------------------------------------------*/
/* Code Body */
/*----------------------------------------------------------------*/
if ((year % 400) == 0) {
return 1;
} else if ((year % 100) == 0) {
return 0;
} else if ((year % 4) == 0) {
return 1;
} else {
return 0;
}
}
/*
* 功能：
* 得到每個月有多少天
* 參數(shù)：
* month：需要得到天數(shù)的月份數(shù)
* year：該月所對應(yīng)的年份數(shù)
*
* 返回值：
* 該月有多少天
*
*/
unsigned char applib_dt_last_day_of_mon(unsigned char month, unsigned short year)
{
/*----------------------------------------------------------------*/
/* Local Variables */
/*----------------------------------------------------------------*/
/*----------------------------------------------------------------*/
/* Code Body */
/*----------------------------------------------------------------*/
if ((month == 0) || (month > 12)) {
return g_day_per_mon[1] + applib_dt_is_leap_year(year);
}
if (month != 2) {
return g_day_per_mon[month - 1];
} else {
return g_day_per_mon[1] + applib_dt_is_leap_year(year);
}
}
/*
* 功能：
* 根據(jù)給定的日期得到對應(yīng)的星期
* 參數(shù)：
* year：給定的年份
* month：給定的月份
* day：給定的天數(shù)
*
* 返回值：
* 對應(yīng)的星期數(shù)，0 - 星期天 ... 6 - 星期六
*/
unsigned char applib_dt_dayindex(unsigned short year, unsigned char month, unsigned char day)
{
char century_code, year_code, month_code, day_code;
int week = 0;
century_code = year_code = month_code = day_code = 0;
if (month == 1 || month == 2) {
century_code = (year - 1) / 100;
year_code = (year - 1) % 100;
month_code = month + 12;
day_code = day;
} else {
century_code = year / 100;
year_code = year % 100;
month_code = month;
day_code = day;
}
/* 根據(jù)蔡勒公式計算星期 */
week = year_code + year_code / 4 + century_code / 4 - 2 * century_code + 26 * ( month_code + 1 ) / 10 + day_code - 1;
week = week > 0 ? (week % 7) : ((week % 7) + 7);
return week;
}
/*
* 功能：
* 根據(jù)UTC時間戳得到對應(yīng)的日期
* 參數(shù)：
* utc_sec：給定的UTC時間戳
* result：計算出的結(jié)果
* daylightSaving：是否是夏令時
*
* 返回值：
* 無
*/
void utc_sec_2_mytime(unsigned int utc_sec, mytime_struct *result, bool daylightSaving)
{
/*----------------------------------------------------------------*/
/* Local Variables */
/*----------------------------------------------------------------*/
int sec, day;
unsigned short y;
unsigned char m;
unsigned short d;
unsigned char dst;
/*----------------------------------------------------------------*/
/* Code Body */
/*----------------------------------------------------------------*/
if (daylightSaving) {
utc_sec += SEC_PER_HOUR;
}
/* hour, min, sec */
/* hour */
sec = utc_sec % SEC_PER_DAY;
result->nHour = sec / SEC_PER_HOUR;
/* min */
sec %= SEC_PER_HOUR;
result->nMin = sec / SEC_PER_MIN;
/* sec */
result->nSec = sec % SEC_PER_MIN;
/* year, month, day */
/* year */
/* year */
day = utc_sec / SEC_PER_DAY;
for (y = UTC_BASE_YEAR; day > 0; y++) {
d = (DAY_PER_YEAR + applib_dt_is_leap_year(y));
if (day >= d)
{
day -= d;
}
else
{
break;
}
}
result->nYear = y;
for (m = 1; m < MONTH_PER_YEAR; m++) {
d = applib_dt_last_day_of_mon(m, y);
if (day >= d) {
day -= d;
} else {
break;
}
}
result->nMonth = m;
result->nDay = (unsigned char) (day + 1);
/* 根據(jù)給定的日期得到對應(yīng)的星期 */
result->DayIndex = applib_dt_dayindex(result->nYear, result->nMonth, result->nDay);
}
/*
* 功能：
* 根據(jù)時間計算出UTC時間戳
* 參數(shù)：
* currTime：給定的時間
* daylightSaving：是否是夏令時
*
* 返回值：
* UTC時間戳
*/
unsigned int mytime_2_utc_sec(mytime_struct *currTime, bool daylightSaving)
{
/*----------------------------------------------------------------*/
/* Local Variables */
/*----------------------------------------------------------------*/
unsigned short i;
unsigned int no_of_days = 0;
int utc_time;
unsigned char dst;
/*----------------------------------------------------------------*/
/* Code Body */
/*----------------------------------------------------------------*/
if (currTime->nYear < UTC_BASE_YEAR) {
return 0;
}
/* year */
for (i = UTC_BASE_YEAR; i < currTime->nYear; i++) {
no_of_days += (DAY_PER_YEAR + applib_dt_is_leap_year(i));
}
/* month */
for (i = 1; i < currTime->nMonth; i++) {
no_of_days += applib_dt_last_day_of_mon((unsigned char) i, currTime->nYear);
}
/* day */
no_of_days += (currTime->nDay - 1);
/* sec */
utc_time = (unsigned int) no_of_days * SEC_PER_DAY + (unsigned int) (currTime->nHour * SEC_PER_HOUR +
currTime->nMin * SEC_PER_MIN + currTime->nSec);
if (dst && daylightSaving) {
utc_time -= SEC_PER_HOUR;
}
return utc_time;
}
int main(int argc, char *argv[])
{
mytime_struct my_time;
unsigned int sec;
char *DayIndex[] = {"Sun.", "Mon.", "Tues.", "Wed.", "Thur.", "Fri.", "Sat."};
/* 這里根據(jù)UTC時間戳計算出來的時間是零時區(qū)的時間，所以如果要轉(zhuǎn)化成北京時間就需要多加8小時 */
utc_sec_2_mytime(1484537668 + 8 * SEC_PER_HOUR, &my_time, false);
printf("%d-%d-%d %d:%d:%d %s\n", my_time.nYear, my_time.nMonth, my_time.nDay,
my_time.nHour, my_time.nMin, my_time.nSec, DayIndex[my_time.DayIndex]);
sec = mytime_2_utc_sec(&my_time, false);
printf("sec = %d\n", sec);
return 0;
}
基本上的內(nèi)容就這些了，平常最好能夠直接使用系統(tǒng)提供的接口，如果不能使用的話就自己實現(xiàn)，根據(jù)上面的代碼修改成自己需要的，如果有不對的地方，希望能夠批評指正
參考文獻
http://www.dbjr.com.cn/article/206868.htm
總結(jié)
到此這篇關(guān)于C語言如何實現(xiàn)Unix時間戳與本地時間轉(zhuǎn)化的文章就介紹到這了,更多相關(guān)C語言Unix時間戳內(nèi)容請搜索腳本之家以前的文章或繼續(xù)瀏覽下面的相關(guān)文章希望大家以后多多支持腳本之家！
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