如何在 C++ 中计算下周六之前的秒数？

Posted 2023-03-24

【中文标题】如何在 C++ 中计算下周六之前的秒数？

【英文标题】：How can I calculate the number of seconds until next Saturday in C++?

【发布时间】：2019-09-01 13:20:59

【问题描述】：

我正在尝试制作一个计算器，它可以确定距离特定日期开始的秒数。

我目前能够确定当前日期和时间，但我不确定如何确定距离我想要的未来一天开始的秒数（例如星期六）。

我想我可以计算距星期六还有多少天，然后将其转换为秒，但问题是可能会增加额外的时间（我想知道午夜的时间，一天的开始)。

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（周三晚上 9:00）到周四开始还有多长时间，它会返回 3 小时或 10800 秒（要么工作要么工作）。

【参考方案1】：

这个问题有几个微妙的问题：

“一天的开始”是否在特定时区？ UTC 时间？

通过阅读问题中的代码，“一天的开始”似乎是由计算机的本地时区设置定义的。

由于我们考虑了时区，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 有一个 1 小时的“Spring Forward”过渡，那么在那一天从 1:00 到 3:00 的经过时间是 1 小时，而在“正常”日是 2 小时.除非我们打算计算“本地秒数”而不是“物理秒数”。这个问题上的问题不是很清楚......

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

美国东部标准时间 2019 年 3 月 2 日星期六 22:02:05 至美国东部标准时间 2019 年 3 月 4 日星期一 00:00:00 美国东部时间 2019 年 3 月 9 日星期六 22:02:05 至美国东部时间 2019 年 3 月 11 日星期一 00:00:00 美国东部时间 2019 年 3 月 16 日星期六 22:02:05 至美国东部时间 2019 年 3 月 18 日星期一 00:00:00

这是连续 3 周计算周六深夜和周一开始之间的时间，由于夏令时生效，中周跨越 UTC 偏移量变化。

问题中的代码为所有输入对提供 7074s。在 hh:mm:ss 格式中，即 01:57:54。这大约比正确答案差 1 天，对于第 1 和第 3 个输入对，正确答案是 93475s，或 1 天和 7075s，或 1 天和 01:57:55。

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

我没有追踪问题中代码中的所有问题，但似乎至少有以下 3 个：

天数计算中的一个错误。 秒数计算中的一个错误。 忽略本地时区可能发生的 UTC 偏移量变化。

Howard Hinnant's free, open-source, time zone library¹ 可用于纠正这些问题：

#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_wdtoday_local;
    auto delta_days = wd - today_wd;
    if (delta_days == days0 && now.get_local_time() != today_local)
        delta_days += weeks1;
    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 ztcurrent_zone(), local_daysMarch/9/2019 + 22h + 2min + 5s;
    std::cout << GetSecondsUntilNextWeekDay(Monday, zt.get_sys_time()) << '\n';

此代码的工作原理是为输入时间和目标时间（由本地时区定义的目标工作日的开始时间）创建一个zoned_seconds。 zoned_seconds 是 zoned_time<Duration> 的特化，具有秒精度。

zoned_time 是本地时间点和time_zone 的配对。它可以等效地被认为是 UTC 时间点和time_zone 的配对。在任何一种情况下，都可以使用local_time 或sys_time（sys_time 是UTC）进行构造，并且可以提取local_time 和sys_time，它们通过time_zone 关联。

本例中的time_zone 与检测计算机当前本地时区设置的current_zone() 一起找到。

now 是输入 sys_time（sys_seconds 是秒精度 sys_time 的别名）和计算机当前本地时区的配对。

today_local 是日精度local_time，通过获取now 的local_time 并将其设置为日精度。

本地的weekday可以直接从today_local构造。

delta_days 是必须添加到 today_wd 的天数才能达到目标 weekday 或 wd。 weekday 减法本质上是循环的：它总是导致 [0, 6] 范围内的天数，并且与工作日的底层编码无关。例如，星期日总是比星期六晚 1 天，即使星期六编码为 6，星期日编码为 0。

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

给定天数 (delta_days) 和当前日期 (today_local)，可以使用 today_local + delta_days 计算目标日期。这是一个天精度local_time，它将隐式转换为秒精度并指向一天的开始。这与本地时区配对构造target_date。

现在我们有了target_date 和now，我们只需将它们相减即可得到所需的秒数。减法有两种方法：

在local_time。这将以本地time_zone 定义的“日历秒”为单位测量时间。在这个日历中，所有的日子都是 24 小时。

在sys_time。这会在减法之前转换为 UTC，从而测量“物理秒数”。这会在上述情况 2 中检测到 23 小时星期日。

注意事项：

代码不包含显式转换常量，例如 60、24 或 86400。 代码不会计算当天经过的秒数。 代码独立于weekday 编码，因此大大简化。 代码完全避免了过时的 C 计时 API，因此大大简化了。

在我写这篇文章时：

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

输出：

128459s

---

¹Howard Hinnant's time zone library 现在是 C++20 规范的一部分，进行了一些细微的更改，例如将其放入 namespace std::chrono。

【参考方案2】：

试试这个，

#include <ctime>
#include <chrono>
#include <iostream>
using std::chrono::system_clock;

int main()

    std::time_t current = std::time(nullptr);
    tm* timeinfo = localtime(&current);                                      
    int wday=timeinfo->tm_wday;                                             
    int hour=timeinfo->tm_hour;                                             
    int min=timeinfo->tm_min;                                               
    int sec=timeinfo->tm_sec;  

    int seconds_passed = sec + (60 * min) + (60 * 60 * hour);  // get the time in seconds passed after 12 AM  

    // days till next saturday.
    switch (wday)
           
        case 1: 
            wday = 5;
            break;
        case 2: 
            wday = 4;
            break;
        case 3:  
            wday = 3;
            break;
        case 4: 
            wday = 2;
            break;
        case 5:
            wday = 1;
            break;
        case 6:
            wday = 7;
            break;
        case 0:
            wday = 6;
        break;
    

    std::chrono::system_clock::time_point t = std::chrono::system_clock::now();
    std::chrono::system_clock::time_point new_t = t + std::chrono::hours(wday * 24);  // get saturdays timestamp

    std::time_t time = system_clock::to_time_t(new_t) - seconds_passed; // subtract seconds_passed from saturdays timestamp

    int seconds = time - current ;  //seconds until next saturday

    std::cout <<"Number of seconds until next saturday "<< seconds <<"\n";

【参考方案3】：

我已经用这个解决方案更新了原始问题，我不确定是否有更简单的方法可以做到这一点......所以我愿意接受建议。

这是添加的代码...

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;

【讨论】：

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