gmtime() 函数是不是考虑闰年？

Posted 2023-03-24

【中文标题】gmtime() 函数是不是考虑闰年？

【英文标题】：Does gmtime() function take into account leap years?gmtime() 函数是否考虑闰年？

【发布时间】：2017-08-15 07:10:12

【问题描述】：

我正在研究嵌入式 linux，自 1970 年 1 月 1 日以来，系统/控制器时间以毫秒为单位。我正在尝试使用 gmtime 但无法获得准确的结果。任何将此时间（毫秒）转换为实时时：分：秒：日：月的示例都会有所帮助。

【问题讨论】：

当然应该。你说你得到的不准确结果的一个例子，以及产生它们的minimal reproducible example，会很有帮助——事实上，如果你想回答你的问题，这是必不可少的。 （你知道tm_mday是从1开始的，tm_mon是从0开始的，tm_year是从1900开始的，对吧？）

【参考方案1】：

您可以使用 civil_from_days，它是在 Howard Hinnant 的 chrono-Compatible Low-Level Date Algorithms 中派生和详细解释的。此函数计算自 1970 年 1 月 1 日以来的天数，并将其转换为 y, m, d 字段。完成此操作后，您只需处理从毫秒时间戳中减去天数以获得自午夜以来的毫秒数，然后将其分解为h:M:s.ms。

完整代码如下：

#include <iostream>
#include <iomanip>
#include <cstdint>

int
main()

    using namespace std;
    int64_t t = 1490285505123;       // milliseconds since epoch
    int32_t z = (t >= 0 ? t : t - (1000*86400-1))/(1000*86400); // days since epoch
    t -= z * (1000LL * 86400);       // milliseconds since midnight
    z += 719468;
    int32_t era = (z >= 0 ? z : z - 146096) / 146097;
    int32_t doe = z - era * 146097;
    int32_t yoe = (doe - doe/1460 + doe/36524 - doe/146096) / 365;
    int32_t y = yoe + era * 400;
    int32_t doy = doe - (365*yoe + yoe/4 - yoe/100);
    int32_t m = (5*doy + 2)/153;
    int32_t d = doy - (153*m + 2)/5 + 1;  // day
    m += m < 10 ? 3 : -9;                 // month
    y += m <= 2;                          // year
    int32_t h = t / (1000 * 3600);        // hour
    t -= h * (1000 * 3600);
    int32_t M = t / (1000 * 60);          // minute
    t -= M * (1000 * 60);
    int32_t s = t / 1000;                 // second
    int32_t ms = t - s * 1000;            // ms
    cout.fill('0');
    cout << setw(4) << y << '-' << setw(2) << m << '-' << setw(2) << d
                    << ' ' << setw(2) << h << ':' << setw(2) << M
                    << ':' << setw(2) << s << '.' << setw(3) << ms << '\n';

作为一个例子，我用1490285505123ms作为输入，输出是：

2017-03-23 16:11:45.123

这需要考虑闰年。它不考虑闰秒。您的嵌入式 linux 系统/控制器不太可能这样做，因此尝试这样做是不正确的。

上述算法对t的有效范围非常大：

-5877641-06-23 00:00:00.000 <= t <= 5880010-09-09 23:59:59.999

（+/- 580 万年）

如果您不介意将t 的下限限制为0000-03-01 00:00:00.000，那么您可以将era 的计算简化为：

int32_t era = z / 146097;

如果可以将t 的下限限制为1970-01-01 00:00:00.000，那么z 的计算可以简化为：

int32_t z = t / (1000 * 86400);  // days since epoch

最后，如果您愿意将t 限制在这 400 年的范围内：

2000-03-01 00:00:00.000 <= t <= 2400-02-29 23:59:59.999

那么era可以变成简单的：

int32_t const era = 5;

Fwiw，这是一个利用 C++11/14 <chrono> 库的high-level date/time library，它执行完全相同的计算，只是语法更简洁。您的 std::lib 必须支持 <chrono> 才能使用此库：

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

int
main()

    using namespace date;
    using namespace std;
    using namespace std::chrono;
    cout << sys_time<milliseconds>(1490285505123ms) << '\n';

【参考方案2】：

gmtime() 不仅支持闰年，它还占闰秒，这就是为什么 tm_sec 字段的范围定义为 [0..60] （含）。

【讨论】：

根据C 标准，gmtime() 不需要考虑闰秒，但允许这样做。此特性未指定。根据 POSIX，gmtime() 不 考虑闰秒，因为 time_t 从 1970-01-01T00:00:00 UTC 开始不将它们包括在其计数中。随后，gmtime() 的实现很少（如果有的话）会考虑闰秒（我不知道）。闰年，是的。闰秒，不。尽管您对tm_sec 的范围是正确的。在这方面，struct tm 可以代表闰秒，而 time_t 不能。

@HowardHinnant time_t 在 Linux 和 FreeBSD（可能还有其他）上是否包括闰秒是可配置的。当它包含闰秒时，它们的gmtime() 可以返回tm_sec 值60。见coliru.stacked-crooked.com/a/622da23fd57dabca

@hvd：很好的演示 putenv("TZ=right/UTC")，谢谢。