这是一个有些棘手的问题,因为:
未明确说明输入内容。但从示例代码中,我将假设为std::chrono::system_clock::time_point
。
重要的是要认识到,中欧时区(CET)被定义为一个具有固定UTC偏移量为1小时的时区。一些地理区域全年遵循这个时区规则,有些则不是。而且没有一直遵循它。在任何情况下,这部分问题允许我们硬编码涉及的UTC偏移量:1小时。没有夏令时调整。
在C ++14中,有两种方法可以在不涉及版权(甚至开源)第三方软件的情况下执行此操作:
使用C API。
自己写。
问题1的问题在于它容易出错。它不能直接处理毫秒精度。它不能直接处理特定的时区,如CET。 C API只知道UTC和计算机本地设置的时区。但这些问题是可以克服的。
问题2的问题是涉及非直观的算术来提取std::chrono::system_clock::time_point
的年、月和日字段。
尽管2存在问题,但那是我偏好的解决方案,下面我将介绍它。我还会展示C++20如何使得这个过程变得更加容易。
在所有的解决方案中,我将通过实现这种形式的函数来规范输入和输出:
std::string format_CET(std::chrono::system_clock::time_point tp)
自己实现 (C++14)
这里有六个离散的步骤。需要包含以下头文件,不可添加其他头文件:
#include <chrono>
#include <string>
#include <iomanip>
#include <iostream>
#include <limits>
#include <sstream>
A. 将输入时间向前移动一个小时的UTC偏移量。
// shift time_point to CET
tp += 1h;
在函数内使用指令很方便,可以将UDL h
引入作用域,以及在该函数中需要的所有其他来自<chrono>
的内容:
using namespace std::chrono;
B. 获取两个版本的time_point tp
:一个是毫秒精度,一个是天精度:
// Get time_points with both millisecond and day precision
auto tp_ms = time_point_cast<milliseconds>(tp);
auto tp_d = time_point_cast<days>(tp_ms);
重要的是要了解这两个转换{{向零取整}},并且对于负时间点会给出不正确的结果。
system_clock
在其1970-01-01 00:00:00 UTC之前提供负时间点。C++17引入了
floor<millliseconds>(tp)
来解决这个问题。
日精度
time_point
将用于提取年、月和日字段,毫秒精度
time_point
将用于提取小时、分钟、秒和毫秒字段。上面使用的
duration days
直到C++20才被添加,但您可以使用以下方法完成:
using days = std::chrono::duration<int, std::ratio<86400>>
C. 要从tp_d
中获取年、月和日字段,最方便的方法是使用公共领域日历操作算法之一。这不是第三方库,而是编写自己的日历库的算法(这就是我正在解释的内容)。我已经定制了civil_from_days
算法,以完全满足format_CET
的需求:
auto z = tp_d.time_since_epoch().count();
static_assert(std::numeric_limits<unsigned>::digits >= 18,
"This algorithm has not been ported to a 16 bit unsigned integer");
static_assert(std::numeric_limits<int>::digits >= 20,
"This algorithm has not been ported to a 16 bit signed integer");
z += 719468;
const int era = (z >= 0 ? z : z - 146096) / 146097;
const unsigned doe = static_cast<unsigned>(z - era * 146097);
const unsigned yoe = (doe - doe/1460 + doe/36524 - doe/146096) / 365;
int y = static_cast<int>(yoe) + era * 400;
const unsigned doy = doe - (365*yoe + yoe/4 - yoe/100);
const unsigned mp = (5*doy + 2)/153;
const unsigned d = doy - (153*mp+2)/5 + 1;
const unsigned m = mp + (mp < 10 ? 3 : -9);
y += (m <= 2);
对于那些想知道算法如何工作的人,可以在上面链接的网站上找到详细的推导过程。
此时,积分变量{y,m,d}
包含年份、月份和日期三元组。
D. 获取自当地午夜以来的时间持续时间。这将用于提取当地的白天时间:
// Get milliseconds since the local midnight
auto ms = tp_ms - tp_d;
E. 获取小时、分钟、秒和毫秒字段:
// Get {h, M, s, ms} from milliseconds since midnight
auto h = duration_cast<hours>(ms);
ms -= h;
auto M = duration_cast<minutes>(ms);
ms -= M;
auto s = duration_cast<seconds>(ms);
ms -= s;
此时,chrono::duration
变量 {h, M, s, ms}
包含所需的值。
F. 现在我们准备格式化:
// Format {y, m, d, h, M, s, ms} as yyyy-MM-dd'T'HH:mm:ss'.'SSS+0100
std::ostringstream os;
os.fill('0');
os << std::setw(4) << y << '-' << std::setw(2) << m << '-' << std::setw(2)
<< d << 'T' << std::setw(2) << h.count() << ':'
<< std::setw(2) << M.count() << ':' << std::setw(2) << s.count()
<< '.' << std::setw(3) << ms.count() << "+0100";
return os.str();
使用操作符
setw
设置每个字段的宽度,并将填充字符设置为
0
,即可得到所需的前导零。
C++20解决方案
在C++20规范中,这变得更加容易。
std::string
format_CET(std::chrono::system_clock::time_point tp)
{
using namespace std::chrono;
static auto const CET = locate_zone("Etc/GMT-1");
return std::format("{:%FT%T%z}", zoned_time{CET, floor<milliseconds>(tp)});
}
"Etc/GMT-1"是IANA对中欧时间(CET)的等效表示。这个`time_zone const*`被定位并存储在变量`CET`中。`time_point tp`被截断到毫秒精度,并与`time_zone`配对,使用`zoned_time`。然后使用所示的格式字符串对该`zoned_time`进行格式化(精确到毫秒)。存在一个开源(MIT许可证)的C++20规范预览,语法差异非常小
在此处。
#include "date/tz.h"
std::string
format_CET(std::chrono::system_clock::time_point tp)
{
using namespace date;
using namespace std::chrono;
static auto const CET = locate_zone("Etc/GMT-1");
return format("%FT%T%z", zoned_time<milliseconds>{CET, floor<milliseconds>(tp)});
}
需要安装一些软件才能在Windows上使用。
此预览版与C++14兼容。在C++17及更高版本中,zoned_time<milliseconds>
可以简化为只是zoned_time
。
自定义时区支持
还有一种方法可以使用预览库而无需安装。这将成为一个 header-only 库。通过创建一个仅模拟 CET 的自定义时区,然后将其安装在zoned_time
中来实现。以下是自定义时区的示例:
#include "date/tz.h"
class CET
{
public:
template <class Duration>
auto
to_local(date::sys_time<Duration> tp) const
{
using namespace date;
using namespace std::chrono;
return local_time<Duration>{(tp + 1h).time_since_epoch()};
}
template <class Duration>
auto
to_sys(date::local_time<Duration> tp) const
{
using namespace date;
using namespace std::chrono;
return sys_time<Duration>{(tp - 1h).time_since_epoch()};
}
template <class Duration>
date::sys_info
get_info(date::sys_time<Duration>) const
{
using namespace date;
using namespace std::chrono;
return {ceil<seconds>(sys_time<milliseconds>::min()),
floor<seconds>(sys_time<milliseconds>::max()),
1h, 0min, "CET"};
}
const CET* operator->() const {return this;}
};
CET
现在满足足够的时区要求,可以在zoned_time
中使用并像以前一样进行格式化。在C++14中,语法变得复杂,因为必须显式指定zoned_time
模板参数:
std::string
format_CET(std::chrono::system_clock::time_point tp)
{
using namespace date;
using namespace std::chrono;
using ZT = zoned_time<milliseconds, CET>;
return format("%FT%T%z", ZT{CET{}, floor<milliseconds>(tp)});
}
这个选项也在C++20规范中,它的优点是时区缩写(在您的问题中未使用)将正确地报告“CET”,而不是“+01”。
此处有关自定义时区的更多文档。
使用任何这些解决方案,函数现在可以像这样运行:
#include <iostream>
int
main()
{
std::cout << format_CET(std::chrono::system_clock::now()) << '\n';
}
一个典型的输出如下所示:
2019-10-29T16:37:51.217+0100