编程小知识之时间显示

喜欢ヅ旅行 2022-04-01 14:27 291阅读 0赞

> 本文简述了编程中常见的时间显示问题

开发中总会在各种场景下遇到需要显示时间的情况,显示的格式要求又往往五花八门,正常的譬如: **“2018年12月29日20点30分15秒”**, 简洁一些的则有: **“2018-12-29 20:30:15”**, 等等种类,不一而足.

其实各种显示方式都可以使用诸如 **String.Format** 等方法来实现,灵活性也比较高,但是中间的格式细节却比较繁琐,基本库中的 **DateTime** 类型同样提供了 **ToString** 方法来帮助我们实现时间日期的格式化显示,但是同样存在格式细节繁复,不便记忆使用的问题.

解决上述问题的一个方法就是将各种显示规则抽象为函数参数,拿上面的 **“2018年12月29日20点30分15秒”** 和 **“2018-12-29 20:30:15”** 两种显示格式来说,区别其实就是各个中间的分隔符不同(第一种格式的分隔符为 “年” “月” “日” “点” “分” “秒”,第二种格式的分隔符为"-" “-” " " “:” “:” “”),据此,我们可以编写下面的时间格式化函数:

string GetDateStr(DateTime date, string yearSep, string monthSep, string daySep, string hourSep, string minuteSep, string secondSep)
    {
        // implementation
    }

虽然参数不少,但是借助缺省参数等方式,使用起来还算OK,一般的时间显示需求也足够应付(在我的实际开发工作中,该(类型)接口也确实使用了很长时间).

但是当后面遇到更细致的时间显示需求时,上面的接口便显得有些"无力"了,其中最普遍的需求之一可能就是省略年份的显示了(**“2018年12月29日20点30分15秒”** 省略年份显示为 **“12月29日20点30分15秒”**)

沿用之前抽象显示参数的方法,我们可能会扩展出这样的接口:

string GetDateStr(DateTime date, string yearSep, string monthSep, string daySep, string hourSep, string minuteSep, string secondSep, bool yearDisplay, bool monthDisplay, bool dayDisplay, bool hourDisplay, bool minuteDisplay, bool secondDisplay)
    {
        // implementation
    }

再考虑到后续可能还有补全显示时间(前导零补全,例如 **“1秒”** 显示为 **“01秒”**)等需求,很显然这里我们遇到了**参数组合爆炸**的问题.

实际上,我们需要的是一个简化的时间 **Format** 函数,支持且仅支持必要的控制格式,并且控制格式统一,方便记忆使用,下面的表格列出了可能的一种控制格式设计:

<table> 
 <thead> 
  <tr> 
   <th>格式</th> 
   <th>说明</th> 
  </tr> 
 </thead> 
 <tbody> 
  <tr> 
   <td><strong>y 或 Y</strong></td> 
   <td>年份显示</td> 
  </tr> 
  <tr> 
   <td>连续两个(包括)以上的 <strong>y 或 Y</strong></td> 
   <td>两位数的年份显示(例如 2018 显示为 18)</td> 
  </tr> 
  <tr> 
   <td><strong>M</strong></td> 
   <td>月份显示</td> 
  </tr> 
  <tr> 
   <td>连续两个(包括)以上的 <strong>M</strong></td> 
   <td>两位数的月份显示(例如 5 显示为 05)</td> 
  </tr> 
  <tr> 
   <td><strong>d 或 D</strong></td> 
   <td>天数显示</td> 
  </tr> 
  <tr> 
   <td>连续两个(包括)以上的 <strong>d 或 D</strong></td> 
   <td>两位数的天数显示(例如 9 显示为 09)</td> 
  </tr> 
  <tr> 
   <td><strong>h 或 H</strong></td> 
   <td>小时显示</td> 
  </tr> 
  <tr> 
   <td>连续两个(包括)以上的 <strong>h 或 H</strong></td> 
   <td>两位数的小时显示(例如 8 显示为 08)</td> 
  </tr> 
  <tr> 
   <td><strong>m</strong></td> 
   <td>分钟显示</td> 
  </tr> 
  <tr> 
   <td>连续两个(包括)以上的 <strong>m</strong></td> 
   <td>两位数的秒钟显示(例如 6 显示为 06)</td> 
  </tr> 
  <tr> 
   <td><strong>s 或 S</strong></td> 
   <td>秒钟显示</td> 
  </tr> 
  <tr> 
   <td>连续两个(包括)以上的 <strong>s 或 S</strong></td> 
   <td>两位数的秒钟显示(例如 16 显示为 16)</td> 
  </tr> 
  <tr> 
   <td><strong>\</strong></td> 
   <td>转义符</td> 
  </tr> 
 </tbody> 
</table>

实现的示例代码如下:

// time format util
    // maintainer hugoyu
    
    using System;
    using System.Text;
    
    /*
    time format desc :
    y|Y : whole year display, e.g. 2018
    (y|Y)(y|Y)(y|Y)* : short year display, e.g. 18
    M : whole month display, e.g. 5
    MMM* : whole month display with leading zero(if necessary), e.g. 05
    d|D : whole day display, e.g. 9
    (d|D)(d|D)(d|D)* : whole day display with leading zero(if necessary), e.g. 09
    h|H : whole hour display, e.g. 8
    (h|H)(h|H)(h/H)* : whole hour display with leading zero(if necessary), e.g. 08
    m : whole minute display, e.g. 6
    mmm* : whole minute display with leading zero(if necessary), e.g. 06
    s|S : whole second display, e.g. 16
    (s|S)(s|S)(s|S)* : whole second display with leading zero(if necessary), e.g. 16
    '\' is escape character
    */
    
    public static class TimeFormatUtil
    {
        enum Token
        {
            None = 0,
            Year,
            YearPadding,
            Month,
            MonthPadding,
            Day,
            DayPadding,
            Hour,
            HourPadding,
            Minute,
            MinutePadding,
            Second,
            SecondPadding,
            Literal,
        }
    
        static StringBuilder s_strBuffer = new StringBuilder();
    
        static bool IsEscapeChar(char c)
        {
            return c == '\\';
        }
    
        static bool IsYearChar(char c)
        {
            return c == 'y' || c == 'Y';
        }
    
        static bool IsMonthChar(char c)
        {
            return c == 'M';
        }
    
        static bool IsDayChar(char c)
        {
            return c == 'd' || c == 'D';
        }
    
        static bool IsHourChar(char c)
        {
            return c == 'h' || c == 'H';
        }
    
        static bool IsMinuteChar(char c)
        {
            return c == 'm';
        }
    
        static bool IsSecondChar(char c)
        {
            return c == 's' || c == 'S';
        }
    
        static bool IsLiteralChar(char c)
        {
            return !IsEscapeChar(c) &&
                   !IsYearChar(c) &&
                   !IsMonthChar(c) &&
                   !IsDayChar(c) &&
                   !IsHourChar(c) &&
                   !IsMinuteChar(c) &&
                   !IsSecondChar(c);
        }
    
        static bool GetNextToken(string format, ref int curIndex, out Token token, out string tokenStr)
        {
            if (format != null)
            {
                if (curIndex >= 0 && curIndex < format.Length)
                {
                    var curChar = format[curIndex];
                    if (IsEscapeChar(curChar))
                    {
                        // escape character
                        ++curIndex;
                        if (curIndex < format.Length)
                        {
                            token = Token.Literal;
                            tokenStr = format[curIndex].ToString();
                            ++curIndex;
                            return true;
                        }
                    }
                    else if (IsYearChar(curChar))
                    {
                        var lastIndex = curIndex;
                        ++curIndex;
    
                        while (curIndex < format.Length && IsYearChar(format[curIndex]))
                        {
                            ++curIndex;
                        }
    
                        if (curIndex - lastIndex == 1)
                        {
                            token = Token.Year;
                            tokenStr = format.Substring(lastIndex, 1);
                            return true;
                        }
                        else
                        {
                            token = Token.YearPadding;
                            tokenStr = format.Substring(lastIndex, curIndex - lastIndex);
                            return true;
                        }
                    }
                    else if (IsMonthChar(curChar))
                    {
                        var lastIndex = curIndex;
                        ++curIndex;
    
                        while (curIndex < format.Length && IsMonthChar(format[curIndex]))
                        {
                            ++curIndex;
                        }
    
                        if (curIndex - lastIndex == 1)
                        {
                            token = Token.Month;
                            tokenStr = format.Substring(lastIndex, 1);
                            return true;
                        }
                        else
                        {
                            token = Token.MonthPadding;
                            tokenStr = format.Substring(lastIndex, curIndex - lastIndex);
                            return true;
                        }
                    }
                    else if (IsDayChar(curChar))
                    {
                        var lastIndex = curIndex;
                        ++curIndex;
    
                        while (curIndex < format.Length && IsDayChar(format[curIndex]))
                        {
                            ++curIndex;
                        }
    
                        if (curIndex - lastIndex == 1)
                        {
                            token = Token.Day;
                            tokenStr = format.Substring(lastIndex, 1);
                            return true;
                        }
                        else
                        {
                            token = Token.DayPadding;
                            tokenStr = format.Substring(lastIndex, curIndex - lastIndex);
                            return true;
                        }
                    }
                    else if (IsHourChar(curChar))
                    {
                        var lastIndex = curIndex;
                        ++curIndex;
    
                        while (curIndex < format.Length && IsHourChar(format[curIndex]))
                        {
                            ++curIndex;
                        }
    
                        if (curIndex - lastIndex == 1)
                        {
                            token = Token.Hour;
                            tokenStr = format.Substring(lastIndex, 1);
                            return true;
                        }
                        else
                        {
                            token = Token.HourPadding;
                            tokenStr = format.Substring(lastIndex, curIndex - lastIndex);
                            return true;
                        }
                    }
                    else if (IsMinuteChar(curChar))
                    {
                        var lastIndex = curIndex;
                        ++curIndex;
    
                        while (curIndex < format.Length && IsMinuteChar(format[curIndex]))
                        {
                            ++curIndex;
                        }
    
                        if (curIndex - lastIndex == 1)
                        {
                            token = Token.Minute;
                            tokenStr = format.Substring(lastIndex, 1);
                            return true;
                        }
                        else
                        {
                            token = Token.MinutePadding;
                            tokenStr = format.Substring(lastIndex, curIndex - lastIndex);
                            return true;
                        }
                    }
                    else if (IsSecondChar(curChar))
                    {
                        var lastIndex = curIndex;
                        ++curIndex;
    
                        while (curIndex < format.Length && IsSecondChar(format[curIndex]))
                        {
                            ++curIndex;
                        }
    
                        if (curIndex - lastIndex == 1)
                        {
                            token = Token.Second;
                            tokenStr = format.Substring(lastIndex, 1);
                            return true;
                        }
                        else
                        {
                            token = Token.SecondPadding;
                            tokenStr = format.Substring(lastIndex, curIndex - lastIndex);
                            return true;
                        }
                    }
                    else
                    {
                        var lastIndex = curIndex;
                        ++curIndex;
    
                        while (curIndex < format.Length && IsLiteralChar(format[curIndex]))
                        {
                            ++curIndex;
                        }
    
                        token = Token.Literal;
                        tokenStr = format.Substring(lastIndex, curIndex - lastIndex);
                        return true;
                    }
                }
                else if (curIndex >= format.Length)
                {
                    // end of string
                    // reuse Token.None here ?
                    token = Token.None;
                    tokenStr = null;
                    return true;
                }
            }
    
            token = Token.None;
            tokenStr = null;
            return false;
        }
    
        static string GetPaddingString(int value)
        {
            if (value >= 100)
            {
                value %= 100;
            }
    
            if (value < 10)
            {
                // [0, 10)
                return "0" + value.ToString();
            }
            else
            {
                // [10, 100)
                return value.ToString();
            }
        }
    
        public static string GetDateStrFormat(DateTime time, string format)
        {
            if (format != null)
            {
                s_strBuffer.Length = 0;
                var curIndex = 0;
                while (true)
                {
                    Token token = Token.None;
                    string tokenStr = null;
                    var getTokenResult = GetNextToken(format, ref curIndex, out token, out tokenStr);
                    if (getTokenResult)
                    {
                        if (token == Token.None)
                        {
                            // end of string
                            return s_strBuffer.ToString();
                        }
                        else
                        {
                            switch (token)
                            {
                                case Token.Year:
                                    s_strBuffer.Append(time.Year);
                                    break;
                                case Token.YearPadding:
                                    s_strBuffer.Append(GetPaddingString(time.Year));
                                    break;
                                case Token.Month:
                                    s_strBuffer.Append(time.Month);
                                    break;
                                case Token.MonthPadding:
                                    s_strBuffer.Append(GetPaddingString(time.Month));
                                    break;
                                case Token.Day:
                                    s_strBuffer.Append(time.Day);
                                    break;
                                case Token.DayPadding:
                                    s_strBuffer.Append(GetPaddingString(time.Day));
                                    break;
                                case Token.Hour:
                                    s_strBuffer.Append(time.Hour);
                                    break;
                                case Token.HourPadding:
                                    s_strBuffer.Append(GetPaddingString(time.Hour));
                                    break;
                                case Token.Minute:
                                    s_strBuffer.Append(time.Minute);
                                    break;
                                case Token.MinutePadding:
                                    s_strBuffer.Append(GetPaddingString(time.Minute));
                                    break;
                                case Token.Second:
                                    s_strBuffer.Append(time.Second);
                                    break;
                                case Token.SecondPadding:
                                    s_strBuffer.Append(GetPaddingString(time.Second));
                                    break;
                                case Token.Literal:
                                    s_strBuffer.Append(tokenStr);
                                    break;
                            }
                        }
                    }
                    else
                    {
                        // error occur
                        return null;
                    }
                }
            }
    
            return null;
        }
    }

**小结 : GetDateStrFormat 方法平衡了接口灵活性和复杂性**

#### 参考资料 ####

*  [DateTime.ToString的格式说明][DateTime.ToString]

> 时间倏忽而过,转眼间 2018 年都到了最后一天,说来也巧,今年这最后一篇博文竟也是关于时间的,说来也可算作是一种纪念了,希冀在即将到来的 2019 年中,大家(包括自己)都继续砥砺前行吧~

[DateTime.ToString]: https://docs.microsoft.com/zh-cn/dotnet/standard/base-types/custom-date-and-time-format-strings