[C语言]日期间天数差值的计算

    刷一些算法题时总能遇到计算日期间天数的问题，每每遇到这种情况，不是打开excel就是用系统自带的计算器。私以为这种问题及其简单以至于不需要自己动脑子，只要会调用工具就好。直到近些天在写一个日历程序的时候遇到了这个问题，不调用别人的API，那就只能自己动手了。

一、概述

    天数计算问题的解法大致分为两类。一类是直接计算日期间的差值，另一类先是分别求得该日期到某一特殊时间点的差值，再两个差值相减得到两个日期间的差值。目前网络上大多都是第一类解法，直接从公元元年开始循环，简单粗暴。而另一种就较为少见了，得定义结构体等一系列繁琐的操作，结构较为臃肿。所以，如何在尽可能偷懒的情况下又使得代码变得优雅呢？在我试验过了多种不同的结构体后，我还是（无奈地）选择了<time.h>。

二、约束

    此程序假定日期2018-1-1与日期2018-1-3的差值为一天。当然，为两天也没问题，在代码上做少量的改动就行[滑稽]。

三、关于<time.h>

    作为C语言标准库里的时间和日期头文件，<time.h>也集成了一些简单、常用的类型及函数。虽然和JAVA等语言还是显得有些简陋，不过一个支点都能撬动地球，这点东西也够进行复杂的操作了。

    类型：time_t    表示时间的算术类型(日历时间)

    而time_t的定义：

1.     #ifndef _TIME_T_DEFINED  
2. #define _TIME_T_DEFINED  
3. #ifdef _USE_32BIT_TIME_T  
4.   typedef __time32_t time_t;  
5. #else  
6.   typedef __time64_t time_t;  
7. #endif  
8. #endif  

__time32_t和__time64_t的定义：

1. #ifndef _TIME32_T_DEFINED  
2. #define _TIME32_T_DEFINED  
3.   typedef long __time32_t;  
4. #endif  
5.     
6. #ifndef _TIME64_T_DEFINED  
7. #define _TIME64_T_DEFINED  
8.   __MINGW_EXTENSION typedef __int64 __time64_t;  
9. #endif  
   1. #define __int64 long long

      所以绕来绕去，time_t就是一个long类型的变量，记录的是从1970年1月1日00:00:00（UTC）开始，到目前为止经过的秒数，即日历时间。

      类型：struct tm    用于保存组成日历时间各个部分的结构类型

    日历的各个组成部分被称为分解时间（broken-down time）。

1. #ifndef _TM_DEFINED  
2. #define _TM_DEFINED  
3.   struct tm {  
4.     int tm_sec;     //分后的秒   
5.     int tm_min;     //小时后的分   
6.     int tm_hour;    //午夜后的小时   
7.     int tm_mday;    //月中的天   
8.     int tm_mon;     //一月后的月数   
9.     int tm_year;    //1900年后的年数   
10.     int tm_wday;    //星期日以后的天数   
11.     int tm_yday;    //一月一日后的天数   
12.     int tm_isdst;   //夏令时标志   
13.   };  
14. #endif  

    函数：time_t mktime(struct tm *tmptr)    将tmptr指向的分解时间转换为日历时间

四、思路

    在获得两组正确的时间后，分别求该日期所对应的日历时间，再相减，除以一天的秒数，即得到天数差值。

主要模块：

1. bool review(const char str[][11]);  
2. int error(int i,int result);  
3. int timeparse(const char str[][11]);  
4. time_t toTime_t(int year,int month,int day);  
5.     
6. int main (void)  
7. {  
8.     char str[2][11];  
9.     int second = 0;  
10.     int day = 0;  
11.     do  
12.     {  
13.         for(int i = 0;i<2;i++)  
14.         {  
15.             printf("Please input a date,like xxxx xx xx:(%d/2)\n",i+1);  
16.             gets(str[i]);  
17.         }  
18.     }while(review((const char(*)[11])str)==false);  
19.         
20.     second = timeparse((const char(*)[11])str);  
21.     second = second>0?second:-second;  
22.     day = second/24/3600;  
23.     printf("day = %d\n",day-1);  
24.         
25.     return 0;     
26. }  

bool review(const char str[][11]);     //对输入日期进行验证

int error(int i,int result);            //日期错误信息提示

int timeparse(const char str[][11]);    //对输入日期进行解析，为运算的主要函数

time_t toTime_t(int year,int month,int day);     //被int timeparse()调用，得到具体日历时间的子函数

五、实现

1.头文件的导入及宏

1. #include <stdio.h>  
2. #include <time.h>   
3. #include <stdbool.h>  
4. #define MIN_YEAR 1900  

    2.日期的输入及验证

    用个一do…while()结构接受日期，直到日期正确跳出循环。review函数对输入的日期进行验证，年份不得小于1900，天数得在该月所有天数内。对闰月的验证在天数验证的模块内。因为只需要看日期是否合法，所以并不用纠结日期内有几个闰月。

1. int month_day[13] = {0,31,28,31,30,31,30,31,31,30,31,30,31};  
2. char str[2][11];  
3.     
4. do  
5. {  
6.     for(int i = 0;i<2;i++)  
7.     {  
8.         printf("Please input a date,like xxxx xx xx:(%d/2)\n",i+1);  
9.         gets(str[i]);  
10.     }  
11. }while(review((const char(*)[11])str)==false);  
    1. bool review(const char str[][11])  
    2. {  
    3.     int arr[2][3];  
    4.     int flag = 0;  
    5.         
    6.     for(int i = 0;i<2;i++)  
    7.     {  
    8.         sscanf(str[i],"%d %d %d",&arr[i][0],&arr[i][1],&arr[i][2]);  
    9.     }  
    10.         
    11.     for(int i = 0;i<2;i++)  
    12.     {  
    13.         if(arr[i][0]<MIN_YEAR)  
    14.             flag += error(i,0);  
    15.         if(arr[i][1]>12 || arr[i][1]<1)  
    16.             flag += error(i,1);  
    17.         if(arr[i][2]>month_day[arr[i][1]])  
    18.         {  
    19.             if((arr[i][0]%4==0 && arr[i][0]%100!=0) || arr[i][0]%400==0)  
    20.                 if(arr[i][1]==2 && arr[i][2]==month_day[arr[i][1]]+1)  
    21.                     continue;  
    22.             flag += error(i,2);  
    23.         }  
    24.     }  
    25.     
    26.     if(flag==0)   
    27.         return true;  
    28.     else  
    29.         return false;  
    30. }  
    31.     
    32. int error(int i,int result)  
    33. {  
    34.     char arr[3][20] = {  
    35.         "年份错误",  
    36.         "月份错误",  
    37.         "天数错误"  
    38.     };  
    39.     printf("第%d个日期%s\n",i+1,arr[result]);  
    40.         
    41.     return 1;  
    42. }  

        3.日期的计算

        timeparse()得到两个日期间相差的秒数，再对秒数做处理(转为天数)。

12. int second = 0;  
13. int day = 0;  
14.     
15. second = timeparse((const char(*)[11])str);  
16. second = second>0?second:-second;  
17. day = second/24/3600;  
18. printf("day = %d\n",day-1);  

    toTime_t()求得一个日期的日历时间(s)。

19. int timeparse(const char str[][11])  
20. {  
21.     int year,month,day;  
22.     int s[2];  
23.     for(int i = 0;i<2;i++)  
24.     {  
25.         sscanf(str[i],"%d %d %d",&year,&month,&day);  
26.         s[i] = (int)toTime_t(year,month,day);  
27.     }  
28.         
29.     return s[0]-s[1];  
30. }  
31.     
32. time_t toTime_t(int year,int month,int day)  
33. {  
34.     struct tm ti = {0};  
35.     ti.tm_year = year - 1900;  
36.     ti.tm_mon = month -1;  
37.     ti.tm_mday = day;  
38.         
39.     return mktime(&ti);  
40. }  

六、总结

    总共100行的代码，日期检验的子函数就占了40行，还有很大的优化空间。并且受制于time_t的特性，该程序并不能计算1900年前的日期，不具有通用性。另外关于相邻日期间隔几天的不同定义，在主函数的输出里做了处理，如果认为1-1与1-3相隔两天的话，把-1去掉就行。