我很难从一年中的某一天和自午夜以来的秒数中获取 date/time 个组件

Question

在我的数据流中，我有自午夜以来的秒数和自 1 月 1 日以来的天数...我将手动指定年份，因此我需要能够将这三个值转换为正确的 date/time输出到另一个程序。这是我的代码：

int currentDay = XPLMGetDatai(gLocalDate); // days since Jan 1st
float currentTime = XPLMGetDataf(gZuluTime); // seconds since midnight
int currentYear = 2015;

struct tm t;
struct tm * ct;
time_t t_of_day;

t.tm_year = currentYear - 1900;
t.tm_yday = currentDay;
t.tm_hour = (int)(currentTime / 3600);
t.tm_min = (int)(currentTime - (t.tm_hour * 3600)) / 60;
t.tm_sec = (int)currentTime - ((t.tm_hour * 3600) + (t.tm_min * 60));

t_of_day = mktime(&t); // should convert t into a valid time_t
ct = gmtime(&t_of_day); // should give me a valid UTC from t

// Send data to Celestial Control
CCelC.SetDay(ct->tm_mday);
CCelC.SetHour(ct->tm_hour);
CCelC.SetMinute(ct->tm_min);
CCelC.SetMonth(ct->tm_mon);
CCelC.SetYear(currentYear);

我似乎遇到的问题是当 mktime(&t) 被调用时插入 tm_yday 的 currentDay 被抹杀了。所以我最终得到的 ct->tm_mon 为 0，这在我的 currentday 90（4 月 1 日）运行测试中是不正确的。

所以给定任何一年，自午夜以来的任何秒数，以及自 1 月 1 日以来的任何几天，我如何生成正确的日（1-31），小时（0-23），分钟（0-59），星期一（ 1-12), 年份值?

Answer 1

您不能使用 mktime 以您想要的方式执行此操作。来自 these docs

The values of the members tm_wday and tm_yday of timeptr are ignored

.....

A call to this function automatically adjusts the values of the members of timeptr if they are off-range or -in the case of tm_wday and tm_yday- if they have values that do not match the date described by the other members."

但是您可以利用此行为正确填充其他字段。如果您改为像这样设置 struct tm 的字段

struct tm t = {0};

t.tm_mday = currentDay + 1;
t.tm_year = currentYear - 1900;

t.tm_sec = currentTime;

mktime(&t);

由于 mktime

的自动调整行为，此方法有效

作为一个完整的示例

#include <ctime>
#include <iostream>

int main()
{
    int currentDay = 90;
    int currentTime = (12*3600 + 52*60 + 31);
    int currentYear = 2015;

    struct tm t = {0};

    t.tm_mday = currentDay + 1;
    t.tm_year = currentYear - 1900;

    t.tm_sec = currentTime;

    // mktime will now correctly populate
    // tm_sec, tm_min, tm_hour
    // tm_day, tm_mon, tm_year
    mktime(&t);

    // Print the time to make sure!
    std::cout << asctime(&t);
}

会输出

Wed Apr  1 12:52:31 2015

Answer 2

这是使用 <chrono> 的论据。这种论点并非没有缺点。然而，我相信在长期运行中，迁移到这个系统将在类型安全（正确性）、性能和可读性方面带来好处。

缺点包括需要第 3 方免费开源 header-only（一个 header）库（目前）：

https://github.com/HowardHinnant/date/blob/master/date.h

这也需要 C++11 或更高版本（自然是因为它建立在 <chrono> 之上）。

我将分阶段介绍此解决方案：

第一阶段仅使用<chrono>进行转换，在type-safety方面收益不大。这个阶段的输入输出是积分的。
当输入阶段为其自己的接口采用 <chrono> 类型时，第二阶段开始显示优势。
当输入和输出都采用 <chrono> 时，第三阶段显示出显着的好处。

基础设施

假设 struct CCelC 像这样：

#include <iomanip>
#include <iostream>

struct CCelC
{
    int year_;
    unsigned month_;
    unsigned day_;
    int hour_;
    int min_;
    int sec_;

    friend
    std::ostream&
    operator<<(std::ostream& os, const CCelC& x)
    {
        using namespace std;
        auto f = os.fill();
        os.fill('0');
        os << setw(4) << x.year_ << '-'
           << setw(2) << x.month_ << '-'
           << setw(2) << x.day_  << ' '
           << setw(2) << x.hour_ << ':'
           << setw(2) << x.min_ << ':'
           << setw(2) << x.sec_;
        os.fill(f);
        return os;
    }
};

还有这样的测试 driver：

int
main()
{
    auto t = convert(90, 12*3600 + 52*60 + 31, 2015);
    std::cout << t << '\n';
}

阶段 1

第一阶段构建一个 CCelC convert(int currentDay, float s, int y) 转换函数，该函数采用标量输入并输出 CCelC，后者本身采用标量输入。 <chrono> 在这里的唯一用途是输入标量，进行日期计算，并输出标量：

#include "date.h"
#include <chrono>

CCelC
convert(int currentDay, float s, int y)
{
    using namespace date;
    using namespace std::chrono;
    auto tp = sys_days{year{y}/jan/1} + days{currentDay} + seconds{static_cast<int>(s)};
    auto dp = floor<days>(tp);
    auto time = make_time(tp - dp);
    auto ymd = year_month_day{dp};
    return {int{ymd.year()}, unsigned{ymd.month()}, unsigned{ymd.day()},
            int(time.hours().count()), int(time.minutes().count()),
            int(time.seconds().count())};
}

需要这个辅助(free, open-source one-header) library来方便日期计算。它只是将输入 year/day/second 字段类型转换为 std::chrono::time_point，然后将 std::chrono::time_point 转换回 year/month/day hour:minute:second 标量。

这个解决方案大致等同于当前接受的（和好的）答案。这两种解决方案都不需要用户进行日历运算。此解决方案的 driver 输出：

2015-04-01 12:52:31

第 2 阶段

假设 convert 的输入代码决定转换为 <chrono>。这具有显着的类型安全优势。编译器现在可以帮助您正确转换单位，并防止您将 minutes 与其他与时间单位无关的整数类型混淆。这将有效地将潜在的 run-time 错误转化为 compile-time 错误（在 compile-time 处捕获错误总是更好）。

现在指定 convert 函数采用计时类型：

CCelC
convert(date::days currentDay, std::chrono::duration<float> s, date::year y)

date::days 只是 24 std::chrono::hours 的 type-alias。 date::year 是一种新类型，但有助于消除 2015 与某个任意整数的歧义。现在 2015_y 的类型为 year，编译器会为您传播该信息。

我们的 driver 现在可以变得更加可读（假设时间持续时间文字为 C++14）：

int
main()
{
    using namespace date;
    using namespace std::chrono_literals;
    auto t = convert(days{90}, 12h + 52min + 31s, 2015_y);
    std::cout << t << '\n';
}

使用这个新的 API:

对 convert 的实现略有简化

CCelC
convert(date::days currentDay, std::chrono::duration<float> s, date::year y)
{
    using namespace date;
    using namespace std::chrono;
    auto tp = sys_days{y/jan/1} + currentDay + duration_cast<seconds>(s);
    auto dp = floor<days>(tp);
    auto time = make_time(tp - dp);
    auto ymd = year_month_day{dp};
    return {int{ymd.year()}, unsigned{ymd.month()}, unsigned{ymd.day()},
            int(time.hours().count()), int(time.minutes().count()),
            int(time.seconds().count())};
}

不再需要将标量输入转换为 <chrono> 库的 type-safe 单位。 convert 的大部分工作仍在采用 CCelC 的标量格式需求。

阶段 3

但是如果CCelC采用了<chrono>呢？从逻辑上讲，如果这样做，它应该存储 std::chrono::time_point 而不是所有这些字段。它更 space 高效，并且在必要时很容易（使用 date.h）转换为字段类型。这可能看起来像：

#include "date.h"
#include <chrono>
#include <iomanip>
#include <iostream>

struct CCelC
{
    using time_point = std::chrono::time_point<std::chrono::system_clock,
                                               std::chrono::seconds>;
    time_point tp_;

    friend
    std::ostream&
    operator<<(std::ostream& os, const CCelC& x)
    {
        using namespace date;
        return os << x.tp_;
    }
};

这里的功能完全没有改变。这个程序的输出仍然是2015-04-01 12:52:31。并且 sizeof 要求刚刚急剧下降。而涉及秒、分、时、日的算术性能仅为sky-rocketed.

convert 函数也刚刚获得了性能和简化。它的输入根本没有改变，所以 driver 仍然是一样的。但是现在 convert 不需要转换回标量类型：

CCelC
convert(date::days currentDay, std::chrono::duration<float> s, date::year y)
{
    using namespace date;
    using namespace std::chrono;
    return {sys_days{y/jan/1} + currentDay + duration_cast<seconds>(s)};
}

现在的代码已经大大简化了，逻辑错误的几率大大降低了。此简化包括 type-safety，以便编译器帮助您捕获逻辑错误。代码中不再公开单位转换，消除了另一个 class 错误。如果你在这段代码周围包装定时器，你会发现它运行s fast:

Cppcon 2015 video presentation of date.h

也许 <chrono> 不是您今天可以完全采用的东西。但是在小的阶段，在你的代码的小部分采用它是有好处的。 date.h 可以提供帮助。 2 或 3 年后，<chrono> 就是您想要的目标。最终这就是 C++ 社区将普遍采用的方式。 <ctime>/<time.h> 死了。 type-safety和<chrono>的性能优势太大了。这个答案描述了如何逐步使用 <chrono>，一次一小段代码。

我很难从一年中的某一天和自午夜以来的秒数中获取 date/time 个组件

I'm having a hard time getting date/time components from day of year and seconds since midnight

c++

date

time

epoch