C++ 与 python：提取 Unix 时间时无法识别夏令时？

Question

我正在尝试计算由两个整数表示的给定日期和时间的 Unix 时间，例如

testdate1 = 20060711 （2006 年 7 月 11 日）

testdate2 = 4 （00:00:04，午夜后 4 秒）

在我当地时区以外的时区。 为了计算 Unix 时间，我将testdate1 、 testdate2输入到 function 我改编自Convert date to unix time stamp226CE809EACF903926CE809EACF9039

int unixtime (int testdate1, int testdate2) {

time_t rawtime; 
struct tm * timeinfo; 

//time1, ..., time6 are external functions that extract the 
//year, month, day, hour, minute, seconds digits from testdate1, testdate2

int year=time1(testdate1);
int month=time2(testdate1);
int day=time3(testdate1);
int hour=time4(testdate2);
int minute=time5(testdate2);
int second=time6(testdate2);

time ( &rawtime );
timeinfo = localtime ( &rawtime );  

timeinfo->tm_year   = year - 1900; 
timeinfo->tm_mon    = month - 1;   
timeinfo->tm_mday   = day;         
timeinfo->tm_hour   = hour;        
timeinfo->tm_min    = minute;          
timeinfo->tm_sec    = second;       

int date;
date = mktime(timeinfo);

return date;

}

我从主代码中调用

using namespace std;
int main(int argc, char* argv[])
{

int testdate1 = 20060711;
int testdate2 = 4;


//switch to CET time zone 
setenv("TZ","Europe/Berlin", 1); 
tzset();

cout << testdate1 << "\t" << testdate2 << "\t" << unixtime(testdate1,testdate2) << "\n";

    return 0;
}

对于给定的示例，我得到unixtime(testdate1,testdate2) = 1152572404 ，根据

https://www.epochconverter.com/timezones?q=1152572404&tz=Europe%2FBerlin

是中欧标准时间上午 1:00:04，但我希望这是中欧标准时间 0:00:04。

如果我选择不遵守夏令时 (DST) 的testdate1 、 testdate2 ，代码似乎运行良好。 例如，通过设置testdate1 = 20060211来简单地将月份设置为二月，而其他所有内容都保持不变。 根据需要，这给出了unixtime(testdate1,testdate2) = 1139612404 ，对应于 CET 中的 hh:mm:ss = 00:00:04。

我的印象是setenv("TZ","Europe/Berlin", 1)在适用时应该考虑 DST，但也许我弄错了。 TZ 可以解释testdate1 ， testdate2以说明 DST 吗？

有趣的是，我有一个 python 代码，它通过os.environ['TZ'] = 'Europe/Berlin'更改本地时间来执行相同的任务。 在这里我没有问题，因为它似乎计算正确的 Unix 时间，而不管 DST/非 DST。

Answer 1

localtime将timeinfo->tm_isdst设置为当前时间 - 而不是您解析的日期。

不要拨打localtime 。 将timeinfo->tm_isdst设置为-1 ：

tm_isdst字段中指定的值通知mktime()对于 tm 结构中提供的时间，夏令时 (DST) 是否有效：正值表示 DST 有效； 零表示 DST 无效； 负值意味着mktime()应该（使用时区信息和系统数据库）尝试确定 DST 在指定时间是否有效。

请参阅https://en.cppreference.com/w/cpp/chrono/c/mktime中的代码示例

Answer 2

马克西姆的答案是正确的，我已经投了赞成票。 但我也认为展示如何使用较新的<chrono>工具在 C++20 中完成此操作可能会有所帮助。 这还没有在任何地方实现，但它在 Visual Studio 中，很快就会出现在其他地方。

我想在这里说明两个要点：

1. <chrono>对于这样的转换很方便，即使输入和 output 都不涉及std::chrono chrono 类型。 可以将积分输入转换为计时，进行转换，然后将计时结果转换回积分。

2. 使用TZ环境变量存在线程安全漏洞，因为这是一种全局变量。 如果另一个线程也在进行某种类型的时间计算，如果计算机的时区意外地从它下面改变，它可能无法得到正确的答案。 <chrono>解决方案是线程安全的。 它不涉及全局变量或环境变量。

第一项工作是解包积分数据。 在这里，我将展示如何做到这一点，并一步将其转换为chrono类型：

std::chrono::year_month_day
get_ymd(int ymd)
{
    using namespace std::chrono;

    day d(ymd % 100);
    ymd /= 100;
    month m(ymd % 100);
    ymd /= 100;
    year y{ymd};
    return y/m/d;
}

get_ymd采用“ testdate1 ”，提取日、月和年的各个整数字段，然后将每个整数字段转换为std::chrono类型的day 、 month和year ，最后将这三个单独的字段组合成一个std::chrono::year_month_day将其作为一个值返回。 这个返回类型是一个简单的{year, month, day}数据结构——就像一个tuple ，但具有日历意义。

/语法只是一个方便的工厂 function 用于构造year_month_day 。 并且可以使用以下三个顺序中的任何一个来完成此构造： y/m/d 、 d/m/y和m/d/y 。 此语法与auto结合使用时，还意味着您通常不必拼出冗长的名称year_month_day ：

auto
get_ymd(int ymd)
{
    // ...
    return y/m/d;
}

get_hms解包小时、分钟和秒字段，并将其作为std::chrono::seconds返回：

std::chrono::seconds
get_hms(int hms)
{
    using namespace std::chrono;

    seconds s{hms % 100};
    hms /= 100;
    minutes m{hms % 100};
    hms /= 100;
    hours h{hms};
    return h + m + s;
}

该代码与get_ymd的代码非常相似，只是返回的是小时、分钟和秒的总和。 chrono库为您完成在执行求和时将小时和分钟转换为秒的工作。

接下来是 function 用于进行转换，并将结果作为int返回。

int
unixtime(int testdate1, int testdate2)
{
    using namespace std::chrono;

    auto ymd = get_ymd(testdate1);
    auto hms = get_hms(testdate2);
    auto ut = locate_zone("Europe/Berlin")->to_sys(local_days{ymd} + hms);
    return ut.time_since_epoch().count();
}

调用std::chrono::locate_zone以获取指向名为 "Europe/Berlin" 的std::chrono::time_zone的指针。 std::lib 管理这个 object 的生命周期，所以你不必担心它。 它是一个const singleton，按需创建。 它对您的计算机认为其“本地时区”的时区没有影响。

std::chrono::time_zone有一个名为to_sys的成员 function ，它采用local_time并将其转换为sys_time ，使用该时区的正确 UTC 偏移量（在适用时考虑夏令时规则）。

local_time和sys_time都是std::chrono::time_point类型。 local_time是“某个本地时间”，不一定是您计算机的本地时间。 您可以将本地时间与时区相关联，以指定该时间的位置。

sys_time是一个基于system_clock的time_point点。 这跟踪 UTC（Unix 时间）。

表达式local_days{ymd} + hms将ymd和hms转换为local_time ，精度为seconds 。 local_days只是另一个local_time time_point ，但精度为days 。

ut的类型是time_point<system_clock, seconds> ，它有一个方便的类型别名，称为sys_seconds ，尽管auto使该名称在此代码中不必要。

要将sys_seconds解包为整数类型， .time_since_epoch()成员 function 导致duration seconds ，然后调用 .count .count()成员 function 以从该duration中提取整数值。

当int为 32 位时，这个 function 容易受到2038 年溢出问题的影响。 要解决这个问题，只需将unixtime的返回类型更改为返回 64 位整数类型（或返回auto ）。 没有其他需要更改，因为std::chrono::seconds已经要求大于 32 位并且在 68 年不会溢出。 事实上std::chrono::seconds在实践中通常由带符号的 64 位整数类型表示，使其范围大于宇宙的年龄（即使科学家偏离了一个数量级）。