25日 三月 2020

日期和时间

让我一起学习一个新的内建对象:日期(Date)。该对象存储日期和时间,并提供了日期/时间的管理方法。

例如,我们可以使用它来存储创建/修改时间,或者用来测量时间,再或者仅用来打印当前时间。

创建

创建一个新的 Date 对象,只需要调用 new Date(),在调用时可以带有下面这些参数之一:

new Date()

不带参数 —— 创建一个表示当前日期和时间的 Date 对象:

let now = new Date();
alert( now ); // 显示当前的日期/时间
new Date(milliseconds)

创建一个 Date 对象,其时间等于 1970-01-01 00:00:00 UTC+0 再过一毫秒(1/1000 秒)。

// 0 表示 01.01.1970 UTC+0
let Jan01_1970 = new Date(0);
alert( Jan01_1970 );

// 现在增加 24 小时,得到 02.01.1970 UTC+0
let Jan02_1970 = new Date(24 * 3600 * 1000);
alert( Jan02_1970 );

传入的整数参数代表的是自 1970-01-01 00:00:00 以来经过的毫秒数,该整数被称为 时间戳

这是一种日期的轻量级数字表示形式。我们通常使用 new Date(timestamp) 通过时间戳来创建日期,并可以使用 date.getTime() 将现有的 Date 对象转化为时间戳(下文会讲到)。

在 01.01.1970 之前的日期带有负的时间戳,例如:

// 31 Dec 1969
let Dec31_1969 = new Date(-24 * 3600 * 1000);
alert( Dec31_1969 );
new Date(datestring)

如果只有一个参数,并且是字符串,那么它会被自动解析。该算法与 Date.parse 所使用的算法相同,我们将在下文中进行介绍。

let date = new Date("2017-01-26");
alert(date);时间未设置,因此假定为格林尼治标准时间午夜 50  //根据运行代码的时区进行调整
// 该时间未被设定,因此被假定为格林尼治标准时间(GMT)的午夜(midnight)
// 并会根据你运行代码时的时区进行调整
// 因此,结果可能是
// Thu Jan 26 2017 11:00:00 GMT+1100 (Australian Eastern Daylight Time)
// 或
// Wed Jan 25 2017 16:00:00 GMT-0800 (Pacific Standard Time)
new Date(year, month, date, hours, minutes, seconds, ms)

使用当前时区中的给定组件创建日期。只有前两个参数是必须的。

  • year 必须是四位数:2013 是合法的,98 是不合法的。
  • month 计数从 0(一月)开始,到 11(十二月)结束。
  • date 是当月的具体某一天,如果缺失,则为默认值 1
  • 如果 hours/minutes/seconds/ms 缺失,则均为默认值 0

例如:

new Date(2011, 0, 1, 0, 0, 0, 0); // 1 Jan 2011, 00:00:00
new Date(2011, 0, 1); // 同样,时分秒等均为默认值 0

时间度量最小精确到 1 毫秒(1/1000 秒):

let date = new Date(2011, 0, 1, 2, 3, 4, 567);
alert( date ); // 1.01.2011, 02:03:04.567

访问日期组件

Date 对象中访问年、月等信息有多种方式:

getFullYear()
获取年份(4 位数)
getMonth()
获取月份,从 0 到 11
getDate()
获取当月的具体日期,从 1 到 31,这个方法名称可能看起来有些令人疑惑。
getHours()getMinutes()getSeconds()getMilliseconds()
获取相应的时间组件。
不是 getYear(),而是 getFullYear()

很多 JavaScript 引擎都实现了一个非标准化的方法 getYear()。不推荐使用这个方法。它有时候可能会返回 2 位的年份信息。永远都不要使用它。要获取年份就使用 getFullYear()

另外,我们还可以获取一周中的第几天:

getDay()
获取一周中的第几天,从 0(星期日)到 6(星期六)。第一天始终是星期日,在某些国家可能不是这样的习惯,但是这不能被改变。

以上的所有方法返回的组件都是基于当地时区的。

当然,也有与当地时区的 UTC 对应项,它们会返回基于 UTC+0 时区的日、月、年等:getUTCFullYear()getUTCMonth()getUTCDay()。只需要在 "get" 之后插入 "UTC" 即可。

如果你当地时区相对于 UTC 有偏移,那么下面代码会显示不同的小时数:

//  当前日期
let date = new Date();

// 当地时区的小时数
alert( date.getHours() );

// 在 UTC+0 时区的小时数(非夏令时的伦敦时间)
alert( date.getUTCHours() );

除了上述给定的方法,还有两个没有 UTC 变体的特殊方法:

getTime()

返回日期的时间戳 —— 从 1970-1-1 00:00:00 UTC+0 开始到现在所经过的毫秒数。

getTimezoneOffset()

返回 UTC 与本地时区之间的时差,以分钟为单位:

// 如果你在时区 UTC-1,输出 60
// 如果你在时区 UTC+3,输出 -180
alert( new Date().getTimezoneOffset() );

设置日期组件

下列方法可以设置日期/时间组件:

以上方法除了 setTime() 都有 UTC 变体,例如:setUTCHours()

我们可以看到,有些方法可以一次性设置多个组件,比如 setHours。未提及的组件不会被修改。

举个例子:

let today = new Date();

today.setHours(0);
alert(today); // 日期依然是今天,但是小时数被改为了 0

today.setHours(0, 0, 0, 0);
alert(today); // 日期依然是今天,时间为 00:00:00。

自动校准(Autocorrection)

自动校准Date 对象的一个非常方便的特性。我们可以设置超范围的数值,它会自动校准。

举个例子:

let date = new Date(2013, 0, 32); // 32 Jan 2013 ?!?
alert(date); // ……是 1st Feb 2013!

超出范围的日期组件将会被自动分配。

假设我们要在日期 “28 Feb 2016” 上加 2 天。结果可能是 “2 Mar” 或 “1 Mar”,因为存在闰年。但是我们不需要去考虑这些,只需要直接加 2 天,剩下的 Date 对象会帮我们处理:

let date = new Date(2016, 1, 28);
date.setDate(date.getDate() + 2);

alert( date ); // 1 Mar 2016

这个特性经常被用来获取给定时间段后的日期。例如,我们想获取“现在 70 秒后”的日期:

let date = new Date();
date.setSeconds(date.getSeconds() + 70);

alert( date ); // 显示正确的日期信息

我们还可以设置 0 甚至可以设置负值。例如:

let date = new Date(2016, 0, 2); // 2016 年 1 月 2 日

date.setDate(1); // 设置为当月的第一天
alert( date );

date.setDate(0); // 天数最小可以设置为 1,所以这里设置的是上一月的最后一天
alert( date ); // 31 Dec 2015

日期转化为数字,日期差值

Date 对象被转化为数字时,得到的是对应的时间戳,与使用 date.getTime() 的结果相同:

let date = new Date();
alert(+date); // 以毫秒为单位的数值,与使用 date.getTime() 的结果相同

有一个重要的副作用:日期可以相减,相减的结果是以毫秒为单位时间差。

这个作用可以用于时间测量:

let start = new Date(); // 开始测量时间

// do the job
for (let i = 0; i < 100000; i++) {
  let doSomething = i * i * i;
}

let end = new Date(); // 结束测量时间

alert( `The loop took ${end - start} ms` );

Date.now()

如果我们仅仅想要测量时间间隔,我们不需要 Date 对象。

有一个特殊的方法 Date.now(),它会返回当前的时间戳。

它相当于 new Date().getTime(),但它不会创建中间的 Date 对象。因此它更快,而且不会对垃圾处理造成额外的压力。

这种方法很多时候因为方便,又或是因性能方面的考虑而被采用,例如使用 JavaScript 编写游戏或其他的特殊应用场景。

因此这样做可能会更好:

let start = Date.now(); // 从 1 Jan 1970 至今的时间戳

// do the job
for (let i = 0; i < 100000; i++) {
  let doSomething = i * i * i;
}

let end = Date.now(); // 完成

alert( `The loop took ${end - start} ms` ); // 相减的是时间戳,而不是日期

度量(Benchmarking)

如果我们想要为一个很耗 CPU 性能的函数提供一个可靠的度量(benchmark),我们应该小心一点。

例如,我们想判断两个计算日期差值的函数:哪个更快?

这种性能测量通常称为“度量(benchmark)”。

// 我们有 date1 和 date2,哪个函数会更快地返回两者的时间差?
function diffSubtract(date1, date2) {
  return date2 - date1;
}

// or
function diffGetTime(date1, date2) {
  return date2.getTime() - date1.getTime();
}

这两个函数做的事情完全相同,但是其中一个函数使用显性的 date.getTime() 来获取毫秒形式的日期,另一个则依赖于“日期 — 数字”的转换。它们的结果是一样的。

那么,哪个更快呢?

首先想到的方法可能是连续运行它们很多次,并计算时间差。就我们的例子而言,函数非常简单,所以我们必须执行至少 100000 次。

让我们开始测量:

function diffSubtract(date1, date2) {
  return date2 - date1;
}

function diffGetTime(date1, date2) {
  return date2.getTime() - date1.getTime();
}

function bench(f) {
  let date1 = new Date(0);
  let date2 = new Date();

  let start = Date.now();
  for (let i = 0; i < 100000; i++) f(date1, date2);
  return Date.now() - start;
}

alert( 'Time of diffSubtract: ' + bench(diffSubtract) + 'ms' );
alert( 'Time of diffGetTime: ' + bench(diffGetTime) + 'ms' );

哇!使用 getTime() 这种方式快得多!原因是它没有类型转化,这样对引擎优化来说更加简单。

好,我们得到了结论,但是这并不是一个很好的度量的例子。

想象一下当运行 bench(diffSubtract) 的同时,CPU 还在并行处理其他事务,并且这也会占用资源。然而,运行 bench(diffGetTime) 的时候,并行处理的事务完成了。

这是对于现代多进程操作系统来说的一个非常真实的场景。

结果就是,第一个函数相比于第二个函数,缺少 CPU 资源。这可能导致错误的结论。

为了得到更加可靠的度量,整个度量测试包应该重新运行多次。

例如,像下面的代码这样:

function diffSubtract(date1, date2) {
  return date2 - date1;
}

function diffGetTime(date1, date2) {
  return date2.getTime() - date1.getTime();
}

function bench(f) {
  let date1 = new Date(0);
  let date2 = new Date();

  let start = Date.now();
  for (let i = 0; i < 100000; i++) f(date1, date2);
  return Date.now() - start;
}

let time1 = 0;
let time2 = 0;

// 交替运行 bench(upperSlice) 和 bench(upperLoop) 各 10 次
for (let i = 0; i < 10; i++) {
  time1 += bench(diffSubtract);
  time2 += bench(diffGetTime);
}

alert( 'Total time for diffSubtract: ' + time1 );
alert( 'Total time for diffGetTime: ' + time2 );

现代的 JavaScript 引擎的先进优化策略只对执行很多次的 “hot code” 有效(对于执行很少次数的代码没有必要优化)。因此,在上面的例子中,第一次执行的优化程度不高。我们可能需要增加一个升温步骤:

// 在主循环中增加“升温”环节
bench(diffSubtract);
bench(diffGetTime);

// 开始度量
for (let i = 0; i < 10; i++) {
  time1 += bench(diffSubtract);
  time2 += bench(diffGetTime);
}
进行微度量测试时要小心

现代的 JavaScript 引擎执行了很多优化。与“正常使用”相比,它们可能会改变“人为测试”的结果,特别是在我们对很细微的东西进行度量测试时,例如 operator 的工作方式或内建函数。因此,如果你想好好了解一下性能,请学习 JavaScript 引擎的工作原理。在那之后,你可能再也不需要微度量了。

关于 V8 引擎的大量文章,可以在 http://mrale.ph 找到。

对一个字符串使用 Date.parse

Date.parse(str) 方法可以从一个字符串中读取日期。

字符串的格式应该为:YYYY-MM-DDTHH:mm:ss.sssZ,其中:

  • YYYY-MM-DD —— 日期:年-月-日。
  • 字符 "T" 是一个分隔符。
  • HH:mm:ss.sss —— 时间:小时,分钟,秒,毫秒。
  • 可选字符 'Z'+-hh:mm 格式的时区。单个字符 Z 代表 UTC+0 时区。

简短形式也是可以的,比如 YYYY-MM-DDYYYY-MM,甚至可以是 YYYY

Date.parse(str) 调用会解析给定格式的字符串,并返回时间戳(自 1970-01-01 00:00:00 起所经过的毫秒数)。如果给定字符串的格式不正确,则返回 NaN

举个例子:

let ms = Date.parse('2012-01-26T13:51:50.417-07:00');

alert(ms); // 1327611110417  (时间戳)

我们可以通过时间戳来立即创建一个 new Date 对象:

let date = new Date( Date.parse('2012-01-26T13:51:50.417-07:00') );

alert(date);

总结

  • 在 JavaScript 中,日期和时间使用 Date 对象来表示。我们不能只创建日期,或者只创建时间,Date 对象总是同时创建两者。
  • 月份从 0 开始计数(对,一月是 0)。
  • 一周中的某一天 getDay() 同样从 0 开始计算(0 代表星期日)。
  • 当设置了超出范围的组件时,Date 会进行自我校准。这一点对于日/月/小时的加减很有用。
  • 日期可以相减,得到的是以毫秒表示的两者的差值。因为当 Date 被转换为数字时,Date 对象会被转换为时间戳。
  • 使用 Date.now() 可以更快地获取当前时间的时间戳。

和其他系统不同,JavaScript 中时间戳以毫秒为单位,而不是秒。

有时我们需要更加精准的时间度量。JavaScript 自身并没有测量微秒的方法(百万分之一秒),但大多数运行环境会提供。例如:浏览器有 performance.now() 方法来给出从页面加载开始的以毫秒为单位的微秒数(精确到毫秒的小数点后三位):

alert(`Loading started ${performance.now()}ms ago`);
// 类似于 "Loading started 34731.26000000001ms ago"
// .26 表示的是微秒(260 微秒)
// 小数点后超过 3 位的数字是精度错误,只有前三位数字是正确的

Node.js 有 microtime 模块以及其他方法。从技术上讲,几乎所有的设备和环境都允许获取更高精度的数值,只是不是通过 Date 对象。

任务

重要程度: 5

创建一个 Date 对象,日期是:Feb 20, 2012, 3:12am。时区是当地时区。

使用 alert 显示结果。

new Date 构造函数默认使用本地时区。所以唯一需要牢记的就是月份从 0 开始计数。

所以二月对应的数值是 1。

let d = new Date(2012, 1, 20, 3, 12);
alert( d );
重要程度: 5

编写一个函数 getWeekDay(date) 以短格式来显示一个日期的星期数:‘MO’,‘TU’,‘WE’,‘TH’,‘FR’,‘SA’,‘SU’。

例如:

let date = new Date(2012, 0, 3);  // 3 Jan 2012
alert( getWeekDay(date) );        // 应该输出 "TU"

打开带有测试的沙箱。

date.getDay() 方法返回从星期日开始的星期数。

我们创建一个关于星期的数组,这样我们就可以通过编号获取正确的日期名称:

function getWeekDay(date) {
  let days = ['SU', 'MO', 'TU', 'WE', 'TH', 'FR', 'SA'];

  return days[date.getDay()];
}

let date = new Date(2014, 0, 3); // 3 Jan 2014
alert( getWeekDay(date) ); // FR

使用沙箱的测试功能打开解决方案。

重要程度: 5

欧洲国家的星期计算是从星期一(数字 1)开始的,然后是星期二(数字 2),直到星期日(数字 7)。编写一个函数 getLocalDay(date),并返回日期的欧洲式星期数。

let date = new Date(2012, 0, 3);  // 3 Jan 2012
alert( getLocalDay(date) );       // 星期二,应该显示 2

打开带有测试的沙箱。

function getLocalDay(date) {

  let day = date.getDay();

  if (day == 0) { // weekday 0 (sunday) is 7 in european
    day = 7;
  }

  return day;
}

使用沙箱的测试功能打开解决方案。

重要程度: 4

写一个函数 getDateAgo(date, days),返回特定日期 date 往前 days 天是哪个月的哪一天。

例如,假设今天是 20 号,那么 getDateAgo(new Date(), 1) 的结果应该是 19 号,getDateAgo(new Date(), 2) 的结果应该是 18 号。

跨月、年也应该是正确输出:

let date = new Date(2015, 0, 2);

alert( getDateAgo(date, 1) ); // 1, (1 Jan 2015)
alert( getDateAgo(date, 2) ); // 31, (31 Dec 2014)
alert( getDateAgo(date, 365) ); // 2, (2 Jan 2014)

P.S. 函数不应该修改给定的 date 值。

打开带有测试的沙箱。

思路很简单:从 date 中减去给定的天数:

function getDateAgo(date, days) {
  date.setDate(date.getDate() - days);
  return date.getDate();
}

……但是函数不能修改 date。这一点很重要,因为我们提供日期的外部代码不希望它被修改。

要实现这一点,我们可以复制这个日期,就像这样:

function getDateAgo(date, days) {
  let dateCopy = new Date(date);

  dateCopy.setDate(date.getDate() - days);
  return dateCopy.getDate();
}

let date = new Date(2015, 0, 2);

alert( getDateAgo(date, 1) ); // 1, (1 Jan 2015)
alert( getDateAgo(date, 2) ); // 31, (31 Dec 2014)
alert( getDateAgo(date, 365) ); // 2, (2 Jan 2014)

使用沙箱的测试功能打开解决方案。

重要程度: 5

写一个函数 getLastDayOfMonth(year, month) 返回 month 月的最后一天。有时候是 30,有时是 31,甚至在二月的时候会是 28/29。

参数:

  • year —— 四位数的年份,比如 2012。
  • month —— 月份,从 0 到 11。

举个例子,getLastDayOfMonth(2012, 1) = 29(闰年,二月)

打开带有测试的沙箱。

让我们使用下个月创建日期,但将零作为天数(day)传递:

function getLastDayOfMonth(year, month) {
  let date = new Date(year, month + 1, 0);
  return date.getDate();
}

alert( getLastDayOfMonth(2012, 0) ); // 31
alert( getLastDayOfMonth(2012, 1) ); // 29
alert( getLastDayOfMonth(2013, 1) ); // 28

通常,日期从 1 开始,但从技术上讲,我们可以传递任何数字,日期会自动进行调整。因此,当我们传递 0 时,它的意思是“一个月的第一天的前一天”,换句话说:“上个月的最后一天”。

使用沙箱的测试功能打开解决方案。

重要程度: 5

写一个函数 getSecondsToday(),返回今天已经过去了多少秒?

例如:如果现在是 10:00 am,并且没有夏令时转换,那么:

getSecondsToday() == 36000 // (3600 * 10)

该函数应该在任意一天都能正确运行。那意味着,它不应具有“今天”的硬编码值。

为获取秒数,我们可以使用今天的日期和 00:00:00 这个时间创建一个日期,然后使用当前时间减去该时间。

不同之处在于,从今天之初开始算起的时间是以毫秒计算的,我们应该将其处以 1000,进而得到秒数:

function getSecondsToday() {
  let now = new Date();

  // 使用当前的 day/month/year 创建一个对象
  let today = new Date(now.getFullYear(), now.getMonth(), now.getDate());

  let diff = now - today; // ms difference
  return Math.round(diff / 1000); // make seconds
}

alert( getSecondsToday() );

另一种解决方法是获取 hours/minutes/seconds,然后把它们转换为秒数:

function getSecondsToday() {
  let d = new Date();
  return d.getHours() * 3600 + d.getMinutes() * 60 + d.getSeconds();
};
重要程度: 5

写一个函数 getSecondsToTomorrow(),返回距离明天的秒数。

例如,现在是 23:00,那么:

getSecondsToTomorrow() == 3600

P.S. 该函数应该在任意一天都能正确运行。那意味着,它不应具有“今天”的硬编码值。

为获取距离明天的毫秒数,我们可以用“明天 00:00:00”这个日期减去当前的日期。

首先我们生成“明天”,然后对其进行减法操作:

function getSecondsToTomorrow() {
  let now = new Date();

  // tomorrow date
  let tomorrow = new Date(now.getFullYear(), now.getMonth(), now.getDate()+1);

  let diff = tomorrow - now; // difference in ms
  return Math.round(diff / 1000); // convert to seconds
}

另一种解法:

function getSecondsToTomorrow() {
  let now = new Date();
  let hour = now.getHours();
  let minutes = now.getMinutes();
  let seconds = now.getSeconds();
  let totalSecondsToday = (hour * 60 + minutes) * 60 + seconds;
  let totalSecondsInADay = 86400;

  return totalSecondsInADay - totalSecondsToday;
}

请注意,很多国家有夏令时(DST),因此他们的一天可能有 23 小时或者 25 小时。我们对这些天数要区别对待。

重要程度: 4

写一个函数 formatDate(date),能够对 date 进行如下格式化:

  • 如果 date 距离现在不到 1 秒,输出 "right now"
  • 否则,如果 date 距离现在不到 1 分钟,输出 "n sec. ago"
  • 否则,如果不到 1 小时,输出 "m min. ago"
  • 否则,以 "DD.MM.YY HH:mm" 格式输出完整日期。即:"day.month.year hours:minutes",全部以两位数格式表示,例如:31.12.16 10:00

举个例子:

alert( formatDate(new Date(new Date - 1)) ); // "right now"

alert( formatDate(new Date(new Date - 30 * 1000)) ); // "30 sec. ago"

alert( formatDate(new Date(new Date - 5 * 60 * 1000)) ); // "5 min. ago"

// 昨天的日期,例如 31.12.16 20:00
alert( formatDate(new Date(new Date - 86400 * 1000)) );

打开带有测试的沙箱。

为了获取 date 距离当前时间的间隔 —— 我们将两个日期相减。

function formatDate(date) {
  let diff = new Date() - date; // 以毫秒表示的差值

  if (diff < 1000) { // 少于 1 秒
    return 'right now';
  }

  let sec = Math.floor(diff / 1000); // 将 diff 转换为秒

  if (sec < 60) {
    return sec + ' sec. ago';
  }

  let min = Math.floor(diff / 60000); // 将 diff 转换为分钟
  if (min < 60) {
    return min + ' min. ago';
  }

  // 格式化 date
  // 将前置 0 加到一位数 day/month/hours/minutes 前
  let d = date;
  d = [
    '0' + d.getDate(),
    '0' + (d.getMonth() + 1),
    '' + d.getFullYear(),
    '0' + d.getHours(),
    '0' + d.getMinutes()
  ].map(component => component.slice(-2)); // 得到每个组件的后两位

  // 将时间信息和日期组合在一起
 return d.slice(0, 3).join('.') + ' ' + d.slice(3).join(':');
}

alert( formatDate(new Date(new Date - 1)) ); // "right now"

alert( formatDate(new Date(new Date - 30 * 1000)) ); // "30 sec. ago"

alert( formatDate(new Date(new Date - 5 * 60 * 1000)) ); // "5 min. ago"

// 昨天的日期如:31.12.2016 20:00
alert( formatDate(new Date(new Date - 86400 * 1000)) );

另一种解法:

function formatDate(date) {
  let dayOfMonth = date.getDate();
  let month = date.getMonth() + 1;
  let year = date.getFullYear();
  let hour = date.getHours();
  let minutes = date.getMinutes();
  let diffMs = new Date() - date;
  let diffSec = Math.round(diffMs / 1000);
  let diffMin = diffSec / 60;
  let diffHour = diffMin / 60;

  // 格式化
  year = year.toString().slice(-2);
  month = month < 10 ? '0' + month : month;
  dayOfMonth = dayOfMonth < 10 ? '0' + dayOfMonth : dayOfMonth;
  hour = hour < 10 ? '0' + hour : hour;
  minutes = minutes < 10 ? '0' + minutes : minutes;

  if (diffSec < 1) {
    return 'right now';
  } else if (diffMin < 1) {
    return `${diffSec} sec. ago`
  } else if (diffHour < 1) {
    return `${diffMin} min. ago`
  } else {
    return `${dayOfMonth}.${month}.${year} ${hour}:${minutes}`
  }
}

使用沙箱的测试功能打开解决方案。

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