c++ - 如何在C++中计算到下一个星期六的秒数？

Question

我正在尝试制作一个可以确定直到特定日期开始的秒数的计算器。

我目前能够确定当前的日期和时间，但是我不确定如何确定直到我想要的 future 一天开始的秒数(例如，星期六)。

我在想我可以计算出距周六还有多少天，然后将其转换为秒，但是问题是可能要增加额外的时间(我想知道午夜的时间，开始于一天)。

有人知道这怎么可能吗？

#pragma once
#include <string>
#include <ctime>

class DateTime
{
public:
   DateTime();

   DateTime(
      const time_t& specific_datetime);

   const std::string GetWeekDay() const;

   const std::string GetMonth() const;

   int GetDate() const;

   const int GetSecondsUntilNextWeekDay(
      const std::string& day_name) const;

private:

   const int GetWeekDayNumberFromName(
      const std::string& name) const;

   tm m_time;
   const time_t m_datetime;

   DateTime(const DateTime &rhs);
   DateTime &operator=(const DateTime &rhs);
};

#include "DateTime.h"

DateTime::DateTime() :
   m_datetime(std::time(NULL))
{
   localtime_s(&m_time, &m_datetime);
}

DateTime::DateTime(
   const time_t& specific_datetime) :
   m_datetime(specific_datetime)
{
   localtime_s(&m_time, &m_datetime);
}

const std::string DateTime::GetWeekDay() const
{
   switch (m_time.tm_wday)
   {
   case 0:
      return "Sunday";
   case 1:
      return "Monday";
   case 2:
      return "Tuesday";
   case 3:
      return "Wednesday";
   case 4:
      return "Thursday";
   case 5:
      return "Friday";
   case 6:
      return "Saturday";
   default:
      return "Sunday";
   }
}

const std::string DateTime::GetMonth() const
{
   switch (m_time.tm_mon)
   {
   case 0:
      return "January";
   case 1:
      return "February";
   case 2:
      return "March";
   case 3:
      return "April";
   case 4:
      return "May";
   case 5:
      return "June";
   case 6:
      return "July";
   case 7:
      return "August";
   case 8:
      return "September";
   case 9:
      return "October";
   case 10:
      return "November";
   case 11:
      return "December";
   default:
      return "January";
   }
}

int DateTime::GetDate() const
{
   return m_time.tm_mday;
}

int DateTime::GetYear() const
{
   return 1900 + m_time.tm_year;
}

const int DateTime::GetSecondsUntilNextWeekDay(
   const std::string& day_name) const
{
   // Calculate how many seconds left for today...
   const int todays_hours_left = 23 - m_time.tm_hour;
   const int todays_minutes_left = (todays_hours_left * 60) + (59 - m_time.tm_min);
   const int todays_seconds_left = (todays_minutes_left * 60) + (59 - m_time.tm_sec);
   int overlap_seconds = 0;

   // Calculate how many days until the desired date.
   int current_day_number = m_time.tm_wday;
   const int desired_day_number = GetWeekDayNumberFromName(day_name);

   if (desired_day_number >= 0)
   {
      if (desired_day_number <= current_day_number)
      {
         // Find out how many days left in the week, add them to how many days until the today.
         const int max_day = 6;
         const int days_remaining = max_day - current_day_number;
         overlap_seconds = (days_remaining * 24 * 60 * 60);
         current_day_number = 0;
      }

      const int days_left = desired_day_number - current_day_number;
      const int hours_left = days_left * 24;
      const int minutes_left = hours_left * 60;
      const int seconds_left = (minutes_left * 60) - (86400 - todays_seconds_left) + overlap_seconds;

      return seconds_left;
   }

   return -1;
}

const int DateTime::GetWeekDayNumberFromName(
   const std::string& name) const
{
   if (name == "Sunday")
   {
      return 0;
   }
   else if (name == "Monday")
   {
      return 1;
   }
   else if (name == "Tuesday")
   {
      return 2;
   }
   else if (name == "Wednesday")
   {
      return 3;
   }
   else if (name == "Thursday")
   {
      return 4;
   }
   else if (name == "Friday")
   {
      return 5;
   }
   else if (name == "Saturday")
   {
      return 6;
   }

   return -1;
}

#include <iostream>

#include "DateTime.h"

int main()
{
   DateTime date_time;

   const int seconds = date_time.GetSecondsUntilNextWeekDay("Monday");
   std::cout << "Seconds Till Date: " << seconds;
}

我希望，如果我想知道从当前时间(星期三晚上9:00)到星期四开始需要多长时间，它将返回3个小时或10800秒(可以工作)。

Answer 1

这个问题有两个微妙的问题:

在特定时区是“一天的开始”吗？在UTC？

通过阅读问题中的代码，看来“一天的开始”是由计算机的本地时区设置定义的。

由于我们考虑了时区，因此我认为我们还需要考虑夏令时。例如，如果在特定日期的2:00进行1个小时的“ Spring 前进”转换，则该天从1:00到3:00的经过时间为1个小时，而在“正常”的日子为2个小时。除非我们打算计算“本地秒数”，而不是“物理秒数”。问题在这个问题上还不是很清楚...

我使用“America / New_York”作为具有3个输入对的本地时区，测试了问题中给出的代码:

星期六2019-03-02 22:02:05 EST到星期一2019-03-04 00:00:00 EST

星期六2019-03-09 22:02:05 EST到星期一2019-03-11 00:00:00 EDT

周六2019-03-16 22:02:05 EDT至星期一2019-03-18 00:00:00 EDT

这是连续三周计算从星期六深夜到星期一开始之间的时间，中间三周由于夏令时生效而跨越了UTC偏移量变化。

问题中的代码为所有输入对提供了7074s。采用hh:mm:ss格式，即01:57:54。与正确答案相距大约1天，对于第一对和第三对输入，答案是93475s，或者1天和7075s，或者1天和01:57:55。

第二种情况的正确答案是，因为星期日只有23小时长，所以少了1小时，即89875秒。

我没有跟踪问题中代码中的所有问题，但似乎至少存在以下3个问题:

计算天数时出现的一个错误。

计算秒数时出现的一个错误。

忽略可能在本地时区发生的UTC偏移量更改。

Howard Hinnant's free, open-source, time zone library 1可用于纠正以下问题:

#include "date/tz.h"
#include <chrono>
#include <iostream>

std::chrono::seconds
GetSecondsUntilNextWeekDay(date::weekday wd,
                           date::sys_seconds tp = 
                      date::floor<std::chrono::seconds>(std::chrono::system_clock::now()))
{
    using namespace std::chrono;
    using namespace date;
    auto zone = current_zone();
    zoned_seconds now = {zone, tp};
    auto today_local = floor<days>(now.get_local_time());
    weekday today_wd{today_local};
    auto delta_days = wd - today_wd;
    if (delta_days == days{0} && now.get_local_time() != today_local)
        delta_days += weeks{1};
    zoned_seconds target_date = {zone, today_local + delta_days};
    return target_date.get_sys_time() - now.get_sys_time();
}

int
main()
{
    using namespace date;
    using namespace std::chrono;
    zoned_seconds zt{current_zone(), local_days{March/9/2019} + 22h + 2min + 5s};
    std::cout << GetSecondsUntilNextWeekDay(Monday, zt.get_sys_time()) << '\n';
}

该代码通过为输入时间和目标时间(由当地时区定义的目标工作日的开始)创建一个 zoned_seconds来工作。 zoned_seconds是ozt_code的特殊化，具有秒精度。
zoned_time<Duration>是本地时间点和 zoned_time的配对。可以等效地将其视为UTC时间点和 time_zone的配对。在任何一种情况下，都可以使用 time_zone或 local_time( sys_time是UTC)进行构造，并且可以提取 sys_time和 local_time两者，它们通过 sys_time相关。

在此示例中， time_zone与 time_zone一起找到，它可以检测计算机的当前本地时区设置。
current_zone()是输入 now( sys_time是秒精度 sys_seconds的别名)和计算机当前本地时区的配对。
sys_time是一种日精度 today_local，可通过获取 local_time的 now并将其下限为日精度来找到。

本地 local_time可以直接从 weekday构造。
today_local是一个必须添加到 delta_days中才能达到 today_wd的目标 weekday的天数。 wd减法本质上是循环的:它总是导致[0，6]范围内的天数，并且独立于工作日的基础编码。例如，即使星期六编码为6，星期日编码为0，星期日也总是在星期六之后1天。

如果当前 weekday与目标 weekday相同，并且这不是目标 weekday的第一秒，那么我们要计算到下周同一天的开始。否则， weekday是目标日期，此函数将返回0秒。

给定天数( now)和当前日期( delta_days)，可以使用 today_local计算目标日期。这是天精度的 today_local + delta_days，它将隐式转换为秒精度，并指向一天的开始。这与本地时区配对以构造 local_time。

现在我们有了 target_date和 target_date，我们只需要减去它们就可以得到所需的秒数。有两种方法可以执行此减法:

在now中。这将以本地local_time定义的“日历秒”来度量时间。在此日历中，所有时间均为24小时。

在time_zone中。这将在减法之前转换为UTC，从而测量“物理秒”。这将在上述情况2中检测到23h星期日。

笔记:

该代码不包含任何明确的转换常量，例如60、24或86400。

该代码不会理会当前日期的经过秒数。

该代码独立于sys_time编码，因此大大简化了。

该代码完全避免使用过时的C计时API，因此可以大大简化。

当我写这个:

std::cout << GetSecondsUntilNextWeekDay(Saturday) << '\n';

输出:

128459s

1 Howard Hinnant's time zone library现在是C++ 20规范的一部分，并做了一些细微的更改，例如将其放入 weekday中。