C++ 与 python：提取 Unix 时间时无法识别夏令时？

Question

我正在尝试计算由两个整数表示的给定日期和时间的 Unix 时间，例如

testdate1 = 20060711（2006 年 7 月 11 日）

testdate2 = 4（00:00:04，午夜后 4 秒）

在我当地时区以外的时区。为了计算 Unix 时间，我将 testdate1、testdate2 送入我改编自 Convert date to unix time stamp in c++

的函数中

int unixtime (int testdate1, int testdate2) {

time_t rawtime; 
struct tm * timeinfo; 

//time1, ..., time6 are external functions that extract the 
//year, month, day, hour, minute, seconds digits from testdate1, testdate2

int year=time1(testdate1);
int month=time2(testdate1);
int day=time3(testdate1);
int hour=time4(testdate2);
int minute=time5(testdate2);
int second=time6(testdate2);

time ( &rawtime );
timeinfo = localtime ( &rawtime );  

timeinfo->tm_year   = year - 1900; 
timeinfo->tm_mon    = month - 1;   
timeinfo->tm_mday   = day;         
timeinfo->tm_hour   = hour;        
timeinfo->tm_min    = minute;          
timeinfo->tm_sec    = second;       

int date;
date = mktime(timeinfo);

return date;

}

我从主代码调用的

using namespace std;
int main(int argc, char* argv[])
{

int testdate1 = 20060711;
int testdate2 = 4;


//switch to CET time zone 
setenv("TZ","Europe/Berlin", 1); 
tzset();

cout << testdate1 << "\t" << testdate2 << "\t" << unixtime(testdate1,testdate2) << "\n";

    return 0;
}

根据给定的示例，我得到 unixtime(testdate1,testdate2) = 1152572404，根据

https://www.epochconverter.com/timezones?q=1152572404&tz=Europe%2FBerlin

是 1:00:04 CEST，但我希望这是 0:00:04 CEST。

如果我选择 testdate1、testdate2，其中夏令时 (DST) 未被观察到，代码似乎工作得很好.例如，通过设置 testdate1 = 20060211 来简单地将月份设置为二月而其他所有内容都保持不变。这给 unixtime(testdate1,testdate2) = 1139612404，对应CET中的hh:mm:ss = 00:00:04，随心所欲。

我的印象是 setenv("TZ","Europe/Berlin", 1) 应该在适用时考虑夏令时，但也许我错了。 TZ 能否以解释夏令时的方式解释 testdate1、testdate2？

有趣的是，我有一个 python 代码，它通过 os.environ['TZ'] = 'Europe/Berlin' 更改当地时间来执行相同的任务。在这里我没有问题，因为它似乎计算了正确的 Unix 时间，而不管 DST/non-DST.

Answer 1

localtime 将 timeinfo->tm_isdst 设置为当前时间的时间 - 而不是您解析的日期。

不要打电话给 localtime。将 timeinfo->tm_isdst 设置为 -1:

The value specified in the tm_isdst field informs mktime() whether or not daylight saving time (DST) is in effect for the time supplied in the tm structure: a positive value means DST is in effect; zero means that DST is not in effect; and a negative value means that mktime() should (use timezone information and system databases to) attempt to determine whether DST is in effect at the specified time.

参见https://en.cppreference.com/w/cpp/chrono/c/mktime

中的代码示例

Answer 2

Maxim 的回答是正确的，我点赞了。但我还认为，展示如何使用较新的 <chrono> 工具在 C++20 中完成此操作可能会有所帮助。这还没有在所有地方实现，但它在 Visual Studio 中已经实现，很快就会在其他地方实现。

我想在这里说明两个要点：

<chrono>这样的转换很方便，即使输入和输出都不涉及std::chrono类型。可以将积分输入转换为计时，进行转换，然后将计时结果转换回积分。
使用 TZ 环境变量存在线程安全弱点，因为这是一种全局变量。如果另一个线程也在做某种类型的时间计算，如果计算机的时区意外地从它下面改变，它可能无法得到正确的答案。 <chrono> 的解是 thread-safe。它不涉及全局变量或环境变量。

第一项工作是对积分数据进行解包。在这里，我展示了如何做到这一点，并一步将其转换为 chrono 类型：

std::chrono::year_month_day
get_ymd(int ymd)
{
    using namespace std::chrono;

    day d(ymd % 100);
    ymd /= 100;
    month m(ymd % 100);
    ymd /= 100;
    year y{ymd};
    return y/m/d;
}

get_ymd取“testdate1”，提取日、月、年的各个整数字段，然后将每个整数字段转换为std::chrono类型day , month 和 year, 最后将这三个单独的字段组合成一个 std::chrono::year_month_day 到 return 的一个值。 return 类型是一个简单的 {year, month, day} 数据结构——类似于 tuple 但具有日历意义。

/ 语法只是一个方便的工厂函数，用于构造 year_month_day。并且可以使用以下三种顺序中的任何一种来完成此构造：y/m/d、d/m/y 和 m/d/y。当与 auto 结合使用时，这种语法还意味着您通常不必拼出冗长的名称 year_month_day:

auto
get_ymd(int ymd)
{
    // ...
    return y/m/d;
}

get_hms 将小时、分钟和秒字段和 return 解压缩为 std::chrono::seconds:

std::chrono::seconds
get_hms(int hms)
{
    using namespace std::chrono;

    seconds s{hms % 100};
    hms /= 100;
    minutes m{hms % 100};
    hms /= 100;
    hours h{hms};
    return h + m + s;
}

代码与 get_ymd 的代码非常相似，只是 return 是小时、分钟和秒的总和。 chrono 库会在执行求和时为您完成将小时和分钟转换为秒的工作。

接下来是进行转换的函数，return将结果返回为 int。

int
unixtime(int testdate1, int testdate2)
{
    using namespace std::chrono;

    auto ymd = get_ymd(testdate1);
    auto hms = get_hms(testdate2);
    auto ut = locate_zone("Europe/Berlin")->to_sys(local_days{ymd} + hms);
    return ut.time_since_epoch().count();
}

调用

std::chrono::locate_zone 以获取指向名称为“Europe/Berlin”的 std::chrono::time_zone 的指针。 std::lib 管理这个对象的生命周期，所以你不必担心它。它是一个 const 单例，按需创建。它对您的计算机认为其“本地时区”的时区没有影响。

std::chrono::time_zone 有一个名为 to_sys 的成员函数，它接受 local_time，并将其转换为 sys_time，使用该时区的正确 UTC 偏移量（在适用时考虑夏令时规则）。

local_time和sys_time都是std::chrono::time_point类型。 local_time 是“某个当地时间”，不一定是您计算机的当地时间。您可以将本地时间与时区相关联，以指定该时间的地点。

sys_time 是基于 system_clock 的 time_point。这跟踪 UTC（Unix 时间）。

表达式 local_days{ymd} + hms 将 ymd 和 hms 转换为 local_time，精度为 seconds。 local_days 只是另一个 local_time time_point，但精度为 days.

ut 的类型是 time_point<system_clock, seconds>，它有一个方便的类型别名，称为 sys_seconds，尽管 auto 使该名称在此代码中不必要。

为了将 sys_seconds 解压缩为整数类型，调用 .time_since_epoch() 成员函数，结果是 duration seconds，然后是 .count() 调用成员函数从 duration.

中提取整数值

当int为32位时，此函数易受year 2038 overflow problem影响。要解决这个问题，只需将 unixtime 的 return 类型更改为 return 64 位整数类型（或使 return auto）。其他不需要更改，因为 std::chrono::seconds 已经要求大于 32 位并且不会在 68 年时溢出。确实 std::chrono::seconds 在实践中通常由带符号的 64 位整数类型表示，给它一个大于宇宙年龄的范围（即使科学家们偏离了一个数量级）。

C++ 与 python：提取 Unix 时间时无法识别夏令时？

C++ vs. python: daylight saving time not recognized when extracting Unix time?

c++

python

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date