C++ 将月份添加到 chrono::system_clock::time_point

Question

如何将月份添加到 chrono::system_clock::time_point 值？

谢谢！

Answer 1

概览

这是一个非常有趣的问题，有几个答案。 "correct" 答案是您必须根据具体应用决定的。

对于月份，您可以选择进行时间计算或日历计算。按时间顺序计算处理时间点和持续时间的规则单位，例如小时、分钟和秒。日历计算处理不规则日历，主要用于给日子起个好记的名字。

年代计算

如果问题是关于未来月份的一些物理过程，物理学不关心不同月份的长度不同，因此按时间顺序计算就足够了：

宝宝还有9个月预产期
6 个月后这里的天气会怎样？

为了对这些东西进行建模，按平均个月计算可能就足够了。可以创建一个 std::chrono::duration 具有精确平均公历（民用）月的长度。最简单的方法是定义一系列以 days:

开头的持续时间

days 是 24 小时：

using days = std::chrono::duration
    <int, std::ratio_multiply<std::ratio<24>, std::chrono::hours::period>>;

years 为 365.2425 days，或 ¹⁴⁶⁰⁹⁷/₄₀₀ days:

using years = std::chrono::duration
    <int, std::ratio_multiply<std::ratio<146097, 400>, days::period>>;

最后months是¹/₁₂ of years:

using months = std::chrono::duration
    <int, std::ratio_divide<years::period, std::ratio<12>>>;

现在您可以轻松计算从现在起的 8 个月：

auto t = system_clock::now() + months{8};

重要说明：此计算不会保留一天中的时间，甚至一个月中的某一天。

历法计算

也可以在保留一天中的时间和一个月中的第几天的同时添加月份。此类计算是 日历计算，而不是 时间计算。

选择日历后（例如公历（民用）日历、儒略历，或者可能是伊斯兰历、科普特历或埃塞俄比亚历——它们都有月份，但并非都是相同的月份），过程是：

将system_clock::time_point转换为日历。
在日历系统中执行月份计算。
将新日历时间转换回system_clock::time_point。

您可以使用 Howard Hinnant's free, open-source date/time library 对一些日历执行此操作。这是民用日历的样子：

#include "date.h"

int
main()
{
    using namespace date;
    using namespace std::chrono;

    // Get the current time
    auto now = system_clock::now();
    // Get a days-precision chrono::time_point
    auto sd = floor<days>(now);
    // Record the time of day
    auto time_of_day = now - sd;
    // Convert to a y/m/d calendar data structure
    year_month_day ymd = sd;
    // Add the months
    ymd += months{8};
    // Add some policy for overflowing the day-of-month if desired
    if (!ymd.ok())
        ymd = ymd.year()/ymd.month()/last;
    // Convert back to system_clock::time_point
    system_clock::time_point later = sys_days{ymd} + time_of_day;
}

为了笑我只是运行这个，并将它与 now + months{8} 比较并得到：

now   is           2017-03-25 15:17:14.467080
later is           2017-11-25 15:17:14.467080  // calendrical computation
now + months{8} is 2017-11-24 03:10:02.467080  // chronological computation

这粗略地 "feel" 说明了日历计算与时间计算的不同之处。后者平均来说是完全准确的；它只是与日历有几天的偏差。有时更简单的（后一种）解决方案足够接近，有时则不然。只有你可以回答那个问题。

日历计算 — 现在有时区

最后，您可能希望在特定时区执行日历计算。之前的计算是 UTC。

Side note: system_clock is not specified to be UTC, but the de facto standard is that it is Unix Time which is a very close approximation to UTC.

您可以使用 Howard Hinnant's free, open-source timezone library to do this computation. This is an extension of the previously mentioned datetime library.

代码非常相似，你只需要从 UTC 转换为本地时间，然后转换为本地日历，进行计算然后返回本地时间，最后返回 system_clock::time_point (UTC)：

#include "tz.h"

int
main()
{
    using namespace date;
    using namespace std::chrono;

    // Get the current local time
    auto lt = make_zoned(current_zone(), system_clock::now());
    // Get a days-precision chrono::time_point
    auto ld = floor<days>(lt.get_local_time());
    // Record the local time of day
    auto time_of_day = lt.get_local_time() - ld;
    // Convert to a y/m/d calendar data structure
    year_month_day ymd{ld};
    // Add the months
    ymd += months{8};
    // Add some policy for overflowing the day-of-month if desired
    if (!ymd.ok())
        ymd = ymd.year()/ymd.month()/last;
    // Convert back to local time
    lt = local_days{ymd} + time_of_day;
    // Convert back to system_clock::time_point
    auto later = lt.get_sys_time();
}

更新我们的结果我得到：

now   is           2017-03-25 15:17:14.467080
later is           2017-11-25 15:17:14.467080  // calendrical: UTC
later is           2017-11-25 16:17:14.467080  // calendrical: America/New_York
now + months{8} is 2017-11-24 03:10:02.467080  // chronological computation

时间晚了一个小时（UTC），因为我保留了当地时间（上午 11:17），但计算以夏令时开始，以标准时间结束，因此 UTC 等效时间晚了 1 小时.

我使用 current_zone() 获取我当前的位置，但我也可以使用特定时区（例如 "Asia/Tokyo"）。

C++20 更新

在我撰写此更新时，C++20 的技术工作已经停止，看起来我们将在今年晚些时候推出新的 C++ 标准（只剩下完成 C++20 的管理工作）。

此答案中的建议 t运行适合 C++20：

对于时间顺序计算，std::chrono::months 由 <chrono> 提供，因此您不必自己计算。
对于 UTC 日历计算，松开 #include "date.h" 并使用 #include <chrono>，然后删除 using namespace date，事情就会正常进行。
对于时区敏感的日历计算，松开 #include "tz.h" 并使用 #include <chrono>，删除 using namespace date，并将 make_zoned 替换为 zoned_time，你可以开始了。

C++ 将月份添加到 chrono::system_clock::time_point

C++ Add months to chrono::system_clock::time_point

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