C# 基礎知識系列- 13 常見類庫介紹（二）日期時間類

月影西下發表於2020-04-26
C#

0. 前言

上一篇內容介紹了Console類和Math類，這篇內容著重介紹一下C#中時間日期的處理方式。

上一篇勘誤： 上一篇中關於靜態類沒有建構函式，這一表述有誤。正確的說法是C#中靜態類不包含常規建構函式，但可以新增一個靜態建構函式。
靜態建構函式與普通普通建構函式的區別是，靜態建構函式沒有訪問修飾符，即訪問修飾符是預設的，且靜態建構函式只能是無參的，並新增 static 修飾符；靜態建構函式不能手動呼叫，會在類載入的時候由系統自己載入。

1 DateTime 和 TimeSpan

DateTime表示時間點，TimeSpan表示 時間段。在C#中，這兩個都是結構體，結構體與類都能繼承並實現介面，但是與類不同的是結構體在記憶體中存放在棧裡。這部分在微軟官方文件中關於CLR有過介紹。後續也會針對CLR寫一個系列。這裡就不做過多的介紹了。

DateTime延伸開來也有很多內容要講，這裡只做一個大體的介紹：

1. 建立一個DateTime

DateTime time = new DateTime(2018,1,20);// 2018年1月20日 0時0分0秒
DateTime time = new DateTime(2019,11,30, 12, 01, 59);// 2019年11月30日，12:01:59
DateTime time = DateTime.Now;// 表示程式碼執行到這裡的系統時間，一般意義上的當前時間
DateTime time = new DateTime(long ticks);// 以時間刻度計算日期，以公曆 0001 年 1 月 1 日 00:00:00.000 以來所經歷的以 100 納秒為間隔的間隔數來表示

這些是我們常用的建立日期的方法，還有一些通過日曆物件結合日曆來建立日期時間，不過這塊在不涉及到程式國際化之前不需要做過多的深入。

需要注意的是，DateTime.Now在每次執行結果都不一樣，這個屬性返回的是系統執行時當前時間，而不是程式編寫時的時間。與之對應的還有一個DaTime.Today，這個屬性返回結果是當天，也就是Now去掉時分秒的時間。

2. 日期變更

DateTime提供了很多可以變更日期的方法，這些方法可以獲取一個計算之後的時間值：

public DateTime AddDays (double value);// 計算天數，正數代表 天數增加，負數代表天數減少
public DateTime AddHours (double value);// 返回一個新的 DateTime，它將指定的小時數加到此例項的值上。
public DateTime AddMilliseconds (double value);//返回一個新的 DateTime，它將指定的毫秒數加到此例項的值上。
public DateTime AddMonths (int months);//返回一個新的 DateTime，它將指定的月數加到此例項的值上
public DateTime AddMonths (int months);// 返回一個新的 DateTime，它將指定的月數加到此例項的值上
public DateTime AddSeconds (double value);/// 返回一個新的 DateTime，它將指定的秒數加到此例項的值上。
public DateTime AddTicks (long value);// 返回一個新的 DateTime，它將指定的刻度數加到此例項的值上，也就是建構函式裡的ticks
public DateTime AddYears (int value);//返回一個新的 DateTime，它將指定的年份數加到此例項的值上。

以上是DateTime類對日期計算的支援，其中引數如果是正的表示時間後移，如果是負的則表示時間向前移。

需要注意的一點就是，日期的變更不會在原有的DateTime元素上變更，會返回一個計算之後的日期型別。

3. 日期算術運算

說了這麼多DateTime，沒有介紹TimeSpan，那麼這裡就會介紹一下TimeSpan是什麼了。TimeSpan表示一個時間間隔，也就是兩個DateTime之間的差值。說到這裡，大家也應該明白日期的算術運算應該是指什麼了。以下來看一組示例：

class Program
{
    static void Main(string[] args)
    {
        DateTime lastYear = new DateTime(2019, 03, 08, 20,49, 36);
        DateTime now = DateTime.Now;
        TimeSpan span = now - lastYear;
        DateTime newTime = lastYear + span;
    }
}

這就是C#中關於日期運算的基本內容。那我們來看看 TimeSpan裡封裝了哪些內容吧。

TimeSpan的屬性：

public int Days { get; }//獲取當前 TimeSpan 結構所表示的時間間隔的天數部分。
public int Hours { get; }// 獲取當前 TimeSpan 結構所表示的時間間隔的小時數部分。
public int Milliseconds { get; }//獲取當前 TimeSpan 結構所表示的時間間隔的毫秒數部分。
public int Minutes { get; }//獲取當前 TimeSpan 結構所表示的時間間隔的分鐘數部分。
public int Seconds { get; }//獲取當前 TimeSpan 結構所表示的時間間隔的秒數部分。

以上屬性表示一個TimeSpan的代表的時間間隔中的天數、小時、分鐘等。

public double TotalDays { get; }//獲取以整天數和天的小數部分表示的當前 TimeSpan 結構的值。
public double TotalHours { get; }//獲取以整小時數和小時的小數部分表示的當前 TimeSpan 結構的值。
public double TotalMinutes { get; }//獲取以整分鐘數和分鐘的小數部分表示的當前 TimeSpan 結構的值。
public double TotalSeconds { get; }//獲取以整秒數和秒的小數部分表示的當前 TimeSpan 結構的值。
public double TotalMilliseconds { get; }//獲取以整毫秒數和毫秒的小數部分表示的當前 TimeSpan 結構的值。

上述幾組屬性表示以XXX為單位，返回的TimeSpan的值，與之相對應的TimeSpan提供了一組FormXXX的方法，可以將double型別的值還原成TimeSpan。

因為TimeSpan表示時間間隔，所以TimeSpan也允許兩個TimeSpan進行加法運算，並提供了一個Add(TimeSpan ts)的方法。

這些是TimeSpan最常用的一些屬性和方法。不過在使用TimeSpan中需要注意的地方是，TimeSpan計算返回的值可正可負，正值表示時間間隔的頭在前尾在後，負值表示頭在後尾在前；TimeSpan中沒有提供TotalMonths這個方法，這是因為每個月具體有多少天不是固定值，如果想計算兩個日期直接相差幾個月，則需要自定義對應的計算方法了。

4. DateTime與字串之間的恩怨情仇

在程式中，使用者或者三方輸入的日期大多都是字串格式的，而且系統獲取到的時間也大多會轉成字串給其他人展示，所以這裡就會涉及到DateTime與字串之間的相互轉換。

我們先試試日期的各種ToString會產生什麼樣的結果：

class Program
{
    static void Main(string[] args)
    {
        DateTime now = DateTime.Now;
        Console.WriteLine("ToString :{0}", now.ToString());
        Console.WriteLine("ToLongDateString :{0}", now.ToLongDateString());
        Console.WriteLine("ToLongTimeString :{0}", now.ToLongTimeString());
        Console.WriteLine("ToShortDateString :{0}",now.ToShortDateString());
        Console.WriteLine("ToShortTimeString :{0}",now.ToShortTimeString());
    }
}

結果：

image-20200425111100330

這是DateTime的預設輸出結果，當然會根據系統的語言和地區等設定變化而產生不同的變化。為了避免這種變化，C#提供了一種日期型別的格式化模板，這裡介紹幾個常用的格式代表：

格式符 含義
yy 年份。00~99，如果年份大於99，則只保留後兩位。如2020年則顯示20,2019年則顯示19
yyyy 年份，顯示四位。0000~9999
M 月份，顯示1~12
MM 月份，顯示01~12
d 天，1~31（具體看月份允許的最大天數）
dd 與d一致，顯示為01~31
h 小時，12小時制顯示1~12
hh 與h一致，顯示為01~12
H 小時，24小時制，顯示0~23
HH 小時，24小時制，顯示00~23
m 分鐘，顯示0~59
mm 分鐘，顯示00~59
s 秒，顯示0~59
ss 秒，顯示00~59
f 表示日期和時間值的十分之幾秒，顯示0~9
ff 表示百分之幾秒，顯示00～99

最後的f，f的次數越多精度越細，但需要考慮系統的時鐘精度。

在實際開發中，最常用的格式是：yyyy-MM-dd HH:mm:ss，顯示效果就是：2020-04-25 12:00:00。其中連線符可以根據開發需求更換。

上述是時間轉字串，反過來也有字串轉時間。

使用DateTime.Parse或者Convert.ToDateTime就可以將字串轉換為時間型別。C#並不需要在字串轉日期的時候指定字串的顯示格式，這是因為一個約定優於配置的設計理念。C#通過分析字串，然後將字串轉換成對應的時間型別。當然，在正確解析到時間的時候，C#會丟擲異常。為此，C#提供了DateTime.TryParse方法，該方法不會丟擲異常，會返回一個是否正確轉換的bool值。

它的宣告如下：

public static bool TryParse (string s, out DateTime result);// 使用了result作為實際轉換結果

雖然C# 不用提供轉換格式就可以讀取，但是如果時間字串的格式比較少見呢，或者說就想指定一個格式字串，怎麼辦？別急，C#還提供了一個方法：

public static DateTime ParseExact (string s, string format, IFormatProvider provider);

不過，這個方法需要指定一個區域性的格式資訊：provider。這個資訊可以通過CultureInfo.CurrentCulture來獲取，這個屬性表示系統的當前區域資訊。

以上是DateTime的基本內容，有興趣的小夥伴可以查閱一下微軟的官方文件繼續深入研究一下。

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