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Java中的时间和日期


 

   

  自从JDK 1.0开始,Java就提供了Date来处理时间和日期,作为老古董自然有很多东西是过时的。然后出现了Calendar来解决了很多问题,但是Calendar使用比较复杂,并且有些反人类的地方。直到Java 8的出现,它吸收了Joda-Time库的经验,使得Java处理时间和日期变得比较”人性化”了。本篇就来谈谈Java中的Date、Calendar,以及SimpleDateFormat的使用。下一篇再对比一下Java 8中的日期处理。

  古老的Date

  查看一下Date类的源码,可以看到6个构造方法中,有4个已经添加了@Deprecated的标签了,剩下没过时的只有两个:

  public Date() {

  this(System.currentTimeMillis());

  }

  public Date(long var1) {

  this.fastTime = var1;

  }

  其中,第一个构造方法调用的是System.currentTimeMillis()方法,这个方法返回的是一个long整数,表示GMT 1970年1月1日 00:00:00到现在所经历的毫秒数。这个毫秒数我们暂且称之为milliseconds值,这个值很重要,无论是在Date类中还是Calendar类中,milliseconds值都是计算时间日期的基准。

  怎么获得这个长整型的数呢?需要调用getTime()方法,注意并不是调用toString()方法,它们两者的差异可以重下面的代码中体现出来:

  public static void main(String[] args) {

  Date date = new Date();

  System.out.println(date.getTime()); // 1467628171312

  System.out.println(date.toString()); // Mon Jul 04 18:29:31 CST 2016

  }

  而第二个构造方法的参数,表示创建的Date对象与GMT 1970年1月1日 00:00:00的时间差。比如,3600 * 1000毫秒是一小时,那么我们用getTime()来验证一下:

  public static void main(String[] args) {

  Date date = new Date(3600 * 1000);

  System.out.println(date.getTime()); // 3600000

  }

  没问题,然后我们调用一下toString()方法,看看返回的是什么:

  public static void main(String[] args) {

  Date date = new Date(3600 * 1000);

  System.out.println(date.toString()); // Thu Jan 01 09:00:00 CST 1970

  }

  嗯?竟然是9点,为什么不是1点呢?怎么差了8个小时?有此疑问的童鞋都是看书不仔细的。而看书仔细的童鞋则会问“CST和GMT是什么关系”之类的。因为CST是指的北京时间(China Standard Time),而GMT是指的是格林尼治标准时间(Greenwich Mean Time)。由于北京处于东八区,比GMT早8小时,所以打印的时间指的是北京时间1970年1月1日上午9点。

  谈完了构造方法,下面说说Date这个古老的类中可以使用的方法。

  getTime()

  这个方法之前我们已经用到了,它返回的是从GMT 1970年1月1日 00:00:00到这个类创建的毫秒数。

  setTime(long time)

  设置该Date对象的时间。参数time表示从GMT 1970年1月1日 00:00:00后的毫秒数。

  after(Date when)

  测试该日期是否是在指定的日期(when)之后。

  before(Date when)

  测试该日期是否是在指定的日期(when)之前。

  一段代码解释上面的方法:

  public static void main(String[] args) {

  Date nowaday = new Date();

  System.out.println(nowaday.getTime()); // 1467633231471

  System.out.println(nowaday.toString()); // Mon Jul 04 19:53:51 CST 2016

  Date date = new Date(3600 * 1000);

  System.out.println(nowaday.before(date)); // false

  System.out.println(nowaday.after(date)); // true

  nowaday.setTime(3600 * 1000);

  System.out.println(nowaday); // Thu Jan 01 09:00:00 CST 1970

  }

  Date类中的构造方法和常用的未过时的方法基本就是这些了。看了之后是不是觉得其实Date类能用的东西很少?很多日期的操作,比如获取年月日啊,取这周周一的日期啊什么的都很难实现,这时候就要使用到Calendar类,或者使用更牛逼的Java 8中的时间日期包。

  庞大的Calendar

  Calendar类的构造方法

  与Date类不同,Calendar类是一个抽象类。其直接子类是GregorianCalendar。既然Calendar类是抽象类,那么如获取Calendar对象呢?可以使用下面的代码来创建一个Calendar对象:

  Calendar rightNow = Calendar.getInstance();

  和Date一样,创建好对象之后,便包含了当前日期和时间的信息。

  其实,getInstance()这个静态方法还有三个重载方法,在源码中我们可以看到它们4个欢聚一堂的情景:

  public static synchronized Calendar getInstance() {

  return new GregorianCalendar();

  }

  public static synchronized Calendar getInstance(Locale locale) {

  return new GregorianCalendar(locale);

  }

  public static synchronized Calendar getInstance(TimeZone timezone) {

  return new GregorianCalendar(timezone);

  }

  public static synchronized Calendar getInstance(TimeZone timezone, Locale locale) {

  return new GregorianCalendar(timezone, locale);

  }

  估计大家都能看出来,这4个重载方法的区别在于时区和地区的不同。而它们都是通过创建子类(GregorianCalendar)的对象来返回一个Calendar对象,这其实是多态的一种应用,也是设计模式中工厂模式的应用。也就是说,我们也可以像下面那样来创建一个Calendar对象:

  Calendar myCalendar = new GregorianCalendar();

  关于时区和地区这里不做详细的介绍,只展示一下其用法:

  public static void main(String[] args) {

  TimeZone timeZone = TimeZone.getTimeZone("GMT");

  Locale locale = Locale.CHINA;

  Calendar calendar = Calendar.getInstance(timeZone, locale);

  }

  Calendar的常用方法

  get()和set()方法

  在之前的介绍中,Date对象可以通过getTime()方法和toString()方法,能很容易的取到对应的时间信息。而在Calendar对象中,获取到时间和日期貌似并不这么直接。在Calendar对象中,getTime()方法返回的是一个Date对象,至于toString()方法返回的东西嘛,你们感受一下:

  java.util.GregorianCalendar[

  time=1467638240540,

  areFieldsSet=true,

  areAllFieldsSet=true,

  lenient=true,

  zone=sun.util.calendar.ZoneInfo [

  id="Asia/Shanghai",

  offset=28800000,

  dstSavings=0,

  useDaylight=false,

  transitions=19,

  lastRule=null

  ],

  firstDayOfWeek=1,

  minimalDaysInFirstWeek=1,

  ERA=1,

  YEAR=2016,

  MONTH=6,

  WEEK_OF_YEAR=28,

  WEEK_OF_MONTH=2,

  DAY_OF_MONTH=4,

  DAY_OF_YEAR=186,

  DAY_OF_WEEK=2,

  DAY_OF_WEEK_IN_MONTH=1,

  AM_PM=1,

  HOUR=9,

  HOUR_OF_DAY=21,

  MINUTE=17,

  SECOND=20,

  MILLISECOND=540,

  ZONE_OFFSET=28800000,

  DST_OFFSET=0

  ]

  虽然这从侧面反映了Calendar比Date强大,能提供更多的信息,不过估计你们轻易不会使用Calendar的toString()方法的吧?其实在Calendar类中,有一点和Date类是一样的:它们都会保存一个milliseconds的值。Calendar类对于时间日期的各种计算都是基于这个值来的。你看toString()方法返回的第一个值就是它,足以说明这个值的重要性。

  要获取Calendar对象所提供的信息,需要调用get()方法。在源码中,get()方法做了如下的事情:

  public int get(int field) {

  complete();

  return fields[field];

  }

  在complete()方法中,会调用computeTime()和computeFields()方法,这两个方法都是抽象方法,由子类GregorianCalendar实现。在computeTime()方法中,计算出年月日时分秒等等时间相关的信息,而在computeFields()方法中获取到对应的时区地区等信息。这两个方法会将所计算出来的信息保存在一个int类型的数组中,这个数组的名字,没错,就是fields。fields数组保存的信息如下所示:

  public static final int ERA = 0;

  public static final int YEAR = 1;

  public static final int MONTH = 2;

  public static final int WEEK_OF_YEAR = 3;

  public static final int WEEK_OF_MONTH = 4;

  public static final int DATE = 5;

  public static final int DAY_OF_MONTH = 5;

  public static final int DAY_OF_YEAR = 6;

  public static final int DAY_OF_WEEK = 7;

  public static final int DAY_OF_WEEK_IN_MONTH = 8;

  public static final int AM_PM = 9;

  public static final int HOUR = 10;

  public static final int HOUR_OF_DAY = 11;

  public static final int MINUTE = 12;

  public static final int SECOND = 13;

  public static final int MILLISECOND = 14;

  public static final int ZONE_OFFSET = 15;

  public static final int DST_OFFSET = 16;

  嗯,一共18个常量(注意第6个和第7个的值是一样的)。也就是说,get()方法中你可以传入的参数就是上述18个常量之一。你既可以传常量名(如YEAR等),也可以传数字进去(如1)。当然为了可读性,一般都传入常量名。其中有几个参数可能需要解释一下:

  ERA

  表示该日期是在公元纪年(公元0年)之前还是之后,如果返回0表示在公元纪年之前,返回1表示在公元纪年之后。

  AM_PM

  表示该时间是在中午12点之前还是之后,如果返回0表示在中午12点之前,返回1表示在中午12点之后。

  DST_OFFSET

  表示该时间距夏令时的毫秒数。

  下面就举个简单的例子来说明一下吧:

  public static void main(String[] args) {

  Calendar calendar = Calendar.getInstance();

  System.out.println(calendar.get(Calendar.YEAR)); // 2016

  System.out.println(calendar.get(Calendar.MONTH)); // 6

  System.out.println(calendar.get(Calendar.DAY_OF_MONTH)); // 6

  System.out.println(calendar.get(Calendar.ERA)); // 1

  }

  有一点要注意的是,由于Calendar类中的常量比较多,你可能传入的常量名不是上述18个之一,那么就可能发生一些意想不到的结果,比如,在get()方法中如果我们传入一个月份,这么写:

  public static void main(String[] args) {

  Calendar calendar = Calendar.getInstance();

  System.out.println(calendar.get(Calendar.DECEMBER)); // 22

  }

  返回的22是什么鬼?其实是因为Calendar.DECEMBER的值是11,它返回的其实是HOUR_OF_DAY的返回值,也就是22点钟。用代码解释就是下面那样:

  public static void main(String[] args) {

  Calendar calendar = Calendar.getInstance();

  System.out.println(calendar.getTime().toString()); // Mon Jul 04 22:24:08 CST 2016

  System.out.println(calendar.get(Calendar.HOUR_OF_DAY)); // 22

  System.out.println(calendar.get(Calendar.DECEMBER)); // 22

  }

  如果你不小心在Calendar.get()方法中传入了类似Calendar.DECEMBER)的参数,那么编译器会发出警告,这时候你就可以看看是不是弄错了。当然,如果你对警告置之不理,那只能后果自负。

  谈完了get()方法,该说说set()方法了。get()方法是获取时间信息,那么set()方法则是对当前的calendar对象设置时间和日期。那么我们看看set()方法有那些重载的方法:

  public void set(int field, int value) {

  fields[field] = value;

  isSet[field] = true;

  areFieldsSet = isTimeSet = false;

  if (field > MONTH && field < AM_PM) {

  lastDateFieldSet = field;

  }

  if (field == HOUR || field == HOUR_OF_DAY) {

  lastTimeFieldSet = field;

  }

  if (field == AM_PM) {

  lastTimeFieldSet = HOUR;

  }

  }

  public final void set(int year, int month, int day) {

  set(YEAR, year);

  set(MONTH, month);

  set(DATE, day);

  }

  public final void set(int year, int month, int day, int hourOfDay, int minute) {

  set(year, month, day);

  set(HOUR_OF_DAY, hourOfDay);

  set(MINUTE, minute);

  }

  public final void set(int year, int month, int day, int hourOfDay, int minute, int second) {

  set(year, month, day, hourOfDay, minute);

  set(SECOND, second);

  }

  很简单,就是将我们传入的值存放到fields数组中。调用set()方法会改变当前Calendar对象的时间和日期。下面用一段简单的代码说明用法:

  public static void main(String[] args) {

  Calendar calendar = Calendar.getInstance();

  calendar.set(Calendar.MONTH, 5);

  System.out.println(calendar.get(Calendar.MONTH)); // 5

  calendar.set(2016, Calendar.JANUARY, 2);

  System.out.println(calendar.get(Calendar.YEAR)); // 2016

  System.out.println(calendar.get(Calendar.MONTH)); // 0

  System.out.println(calendar.get(Calendar.DAY_OF_MONTH)); // 2

  }

  add()和roll()方法

  使用get()和set()方法可以获取当前时间和日期,也可以设置Calendar对象的时间和日期。但是一些简单的时间日期的计算我们仍然无法快速获得。比如昨天的日期?这时,就需要使用到add()和roll()方法了。

  add(int field, int value)方法接受两个参数,第一个参数表示你想改变的字段,这个字段是fields数组中的一个。第二个参数是改变的值。下面用代码看看效果:

  public static void main(String[] args) {

  Calendar calendar = Calendar.getInstance();

  System.out.println(calendar.getTime().toString()); // Wed Jul 06 10:41:10 CST 2016

  calendar.add(Calendar.MONTH, 2);

  System.out.println(calendar.get(Calendar.MONTH)); // 8

  calendar.set(Calendar.MONTH, 9);

  System.out.println(calendar.get(Calendar.MONTH)); // 9

  calendar.add(Calendar.MONTH, 4);

  System.out.println(calendar.get(Calendar.MONTH)); // 1

  calendar.set(2016, Calendar.FEBRUARY, 28);

  calendar.add(Calendar.DAY_OF_MONTH, 3);

  System.out.println(calendar.getTime().toString()); //Wed Mar 02 13:18:02 CST 2016

  calendar.set(2016, Calendar.JANUARY, 2);

  calendar.add(Calendar.DAY_OF_MONTH, -3);

  System.out.println(calendar.getTime().toString()); // Wed Dec 30 13:18:02 CST 2015

  }

  上面这段代码看懂了吗?第4行代码打印了当前时间,当前是7月,第5行代码将月份增加了2个月,第6行代码打印了增加之后的月份,嗯?八月?其实不是的。由于在Calendar中月份计数是从0开始的,一月是0,那么8代表的就是九月。同理,第8行将月份设置的是10月,将月份增加4个月后,就是第二年的2月,也就是返回的1。

  第14行代码,将二月份的日期加三天,则变成了三月二日(2016年2月有29天)。第18行代码,将1月2日减三天,变成了上一年的12月30日。

  由于月份是从0开始计算的,所以计算月份的时候需要特别小心。这就是Calendar反人类的地方之一。

  总结一下,使用add()方法有几点需要注意的:

  月份是从0开始计数的。

  add()方法的第二个参数如果为正,则数据增加;如果为负,则数据减少。

  当增加的数目超过法定额度时,会自动向更高一级的单位加1。反之亦然。

  然后我们再来看看roll()方法。将上面的代码中的add()方法全部替换为roll()方法,结果如下:

  public static void main(String[] args) {

  Calendar calendar = Calendar.getInstance();

  System.out.println(calendar.getTime().toString()); // Wed Jul 06 13:24:10 CST 2016

  calendar.roll(Calendar.MONTH, 2);

  System.out.println(calendar.get(Calendar.MONTH)); // 8

  calendar.set(Calendar.MONTH, 9);

  System.out.println(calendar.get(Calendar.MONTH)); // 9

  calendar.roll(Calendar.MONTH, 4);

  System.out.println(calendar.get(Calendar.MONTH)); // 1

  calendar.set(2016, Calendar.FEBRUARY, 28);

  calendar.roll(Calendar.DAY_OF_MONTH, 3);

  System.out.println(calendar.getTime().toString()); // Tue Feb 02 13:24:10 CST 2016

  calendar.set(2016, Calendar.JANUARY, 2);

  calendar.roll(Calendar.DAY_OF_MONTH, -3);

  System.out.println(calendar.getTime().toString()); // Sat Jan 30 13:24:10 CST 2016

  }

  前面的没问题,和add()效果时一样的,后面涉及到进位和退位的时候,就和add()方法表现得不一样了。在roll()方法中不会进行进位和退位运算。这一点是和add()方法最主要的区别。

  其它几个有趣的方法

  上面介绍的4个方法,set(),get(),add(),roll()是日常使用频率比较高的。但是有几个方法,其实还是比较有趣的,在特定的场合能减少你的代码量。

  1.getMaximum(int field)和getMinimum(int field)

  这两个方法,返回Calendar对象的fields数组中对应数据的最大值和最小值。也就是说,如果我想知道Calendar.DAY_OF_MONTH这个字段能取到的最大值是多少,就可以使用calendar.getMaximum(Calendar.DAY_OF_MONTH)来获取,返回的值是31,因为一个月最多可以有31天。

  2.getActualMaximum(int field)和getActualMinimum(int field)

  这两个方法名字同上面两个方法相比,多了一个Actual单词,表示返回Calendar对象的fields数组中,在当前日期的环境条件下,对应数据的最大值和最小值。也就是说,如果Calendar对象表示的是2016年的2月,那么使用calendar.getActualMaximum(Calendar.DAY_OF_MONTH)返回的就是29,因为2016年的2月最多只有29天。

  上面的方法,用代码解释如下:

  public static void main(String[] args) {

  Calendar calendar = Calendar.getInstance();

  System.out.println(calendar.getMaximum(Calendar.MONTH)); // 11

  System.out.println(calendar.getMinimum(Calendar.HOUR_OF_DAY)); // 0

  System.out.println(calendar.getActualMaximum(Calendar.DATE)); // 31

  System.out.println(calendar.getActualMinimum(Calendar.DATE)); // 1

  }

  这几个方法有什么用呢?比如需要让用户输入本月的一个日期的话,就可以使用getActualMaximum(int field)方法来进行输入验证,判断用户输入的日期是否合法。

  那么fields数组中的各个字段的最大值和最小值分别是多少呢?下面是从源码中找出来的,自己可以对照着上面的fields数组字段名称欣赏一下。

  private static int[] maximums = new int[] { 1, 292278994, 11, 53, 6, 31,

  366, 7, 6, 1, 11, 23, 59, 59, 999, 14 * 3600 * 1000, 7200000 };

  private static int[] minimums = new int[] { 0, 1, 0, 1, 0, 1, 1, 1, 1, 0,

  0, 0, 0, 0, 0, -13 * 3600 * 1000, 0 };

  和Date类的关系

  做为对Date类的补充和替代,当然得和Date进行相互转化。

  1.使用getTime()方法,从Calendar对象中获取Date对象。

  public static void main(String[] args) {

  Calendar calendar = Calendar.getInstance();

  Date date = calendar.getTime();

  System.out.println(date.toString()); // Mon Jul 04 21:08:27 CST 2016

  }

  2.使用setTime()方法,将Date对象得值赋值给Calendar对象。

  public static void main(String[] args) {

  Calendar calendar = Calendar.getInstance();

  System.out.println(calendar.getTimeInMillis()); // 1467637991365

  Date date = new Date(3600 * 1000);

  calendar.setTime(date);

  System.out.println(calendar.getTimeInMillis()); // 3600000

  }

  还记得介绍Date类时说过,Date的构造方法中,有4个构造方法已经过时了。其实它们是被Calendar类的相关方法给替代了。比如:

  Date(int year, int month, int date)

  由Calendar.set(year + 1900, month, date)代替。

  Date(int year, int month, int date, int hrs, int min)

  由Calendar.set(year + 1900, month, date, hrs, min)代替

  Date(int year, int month, int date, int hrs, int min, int sec)

  由Calendar.set(year + 1900, month, date, hrs, min, sec)代替

  Date(String s)

  由DateFormat.parse(String s)代替

  SimpleDateFormat

  有了Date和Calendar,我们能获取和设置时间和日期,也能对时间和日期进行简单的计算。但是获取时间信息还不够直接,总不能一个一个地调用Calendar对象的get()方法,然后再进行转换吧?这时候需要使用到SimpleDateFormat这个类了。顾名思义,这是一个格式化日期和时间的类。

  比如想要获得当前时间,输出是哪年哪月几号星期几,几时几分几秒,就可以用下面的代码来实现:

  public static void main(String[] args) {

  Date d = new Date();

  SimpleDateFormat sdf = new SimpleDateFormat("现在是yyyy年MM月dd日E, kk点mm分ss秒");

  String dateStr = sdf.format(d); // Wed Jul 06 14:18:35 CST 2016

  System.out.println(d.toString()); // 现在是2016年07月06日星期三, 14点18分35秒

  System.out.println(dateStr);

  }

  先看一下构造方法,SimpleDateFormat类的构造方法有四个,分别是:

  SimpleDateFormat()

  SimpleDateFormat(String pattern)

  SimpleDateFormat(String pattern, DateFormatSymbols formatSymbols)

  SimpleDateFormat(String pattern, Locale locale)

  参数pattern有点类似正则表达式的意思,就是说需要将日期格式化成什么模样。这个参数非常重要。如果SimpleDateFormat使用的是第一个空参数构造方法,那么需要调用applyPattern(String pattern)方法来将pattern传入。也就是说,下面两段代码效果是相同的:

  SimpleDateFormat sdf = new SimpleDateFormat();

  String partner = "现在是yyyy年MM月dd日E, kk点mm分ss秒";

  sdf.applyPattern(partner);

  // 与上面一段代码的效果相同

  SimpleDateFormat sdf = new SimpleDateFormat("现在是yyyy年MM月dd日E, kk点mm分ss秒");

  得到了pattern参数后,SimpleDateFormat对象就具有了格式化日期的能力了,这时只需要调用format()方法,将Date对象传入该方法中,返回的字符串就是格式化后的结果。

  那里面的的yyyy和MM等这些符号是什么呢,其实是一些约定好的单位符号,比如上面的yyyy就表示年,ss表示秒。具体的API可以看下表,内容来自官网API文档,我就不翻译了,因为懒。

  Letter Date or Time Component Presentation Examples

  G Era designator Text AD

  y Year Year 1996; 96

  Y Week year Year 2009; 09

  M Month in year (context sensitive) Month July; Jul; 07

  L Month in year (standalone form) Month July; Jul; 07

  w Week in year Number 27

  W Week in month Number 2

  D Day in year Number 189

  d Day in month Number 10

  F Day of week in month Number 2

  E Day name in week Text Tuesday; Tue

  u Day number of week (1 = Monday, …, 7 = Sunday) Number 1

  a Am/pm marker Text PM

  H Hour in day (0-23) Number 0

  k Hour in day (1-24) Number 24

  K Hour in am/pm (0-11) Number 0

  h Hour in am/pm (1-12) Number 12

  m Minute in hour Number 30

  s Second in minute Number 55

  S Millisecond Number 978

  z Time zone General time zone Pacific Standard Time; PST; GMT-08:00

  Z Time zone RFC 822 time zone -0800

  X Time zone ISO 8601 time zone -08; -0800; -08:00

  注意区分大小写。

  有了上面的表格后,对照着写,基本上需要的信息都能满足了。

  SimpleDateFormat类除了能将Date对象进行格式化返回字符串,也能将一个日期字符串解析返回成一个Date对象,比如:

  public static void main(String[] args) {

  String s = "2016#08#01";

  SimpleDateFormat simpleDateFormat = new SimpleDateFormat("yyyy#MM#dd");

  try {

  Date date = simpleDateFormat.parse(s);

  System.out.println(date.toString()); // Mon Aug 01 00:00:00 CST 2016

  } catch (ParseException e) {

  e.printStackTrace();

  }

  }

  嗯,估计大家看出来了,这里需要使用#符号来进行分割数据。

  最后说一点,SimpleDateFormat类不是线程安全的,如果有多个线程需要使用到SimpleDateFormat对象,建议每个线程单独创建,如果多个线程要获取同一个SimpleDateFormat对象,记得要加锁!

  文章的末尾,给大家出道题目,看看大家掌握得怎么样?有兴趣的可以试一下:

  给出一个8位数的日期字符串,比如“20160701”,返回前一天的8位数日期字符串“20160630”。