C# 基础知识系列- 13 常见类库介绍（二）日期时间类

0. 前言

上一篇内容介绍了Console类和Math类，这篇内容着重介绍一下C#中时间日期的处理方式。

上一篇勘误： 上一篇中关于静态类没有构造函数，这一表述有误。正确的说法是C#中静态类不包含常规构造函数，但可以添加一个静态构造函数。
静态构造函数与普通普通构造函数的区别是，静态构造函数没有访问修饰符，即访问修饰符是默认的，且静态构造函数只能是无参的，并添加 static 修饰符；静态构造函数不能手动调用，会在类加载的时候由系统自己加载。

1 DateTime 和 TimeSpan

DateTime表示时间点，TimeSpan表示 时间段。在C#中，这两个都是结构体，结构体与类都能继承并实现接口，但是与类不同的是结构体在内存中存放在栈里。这部分在微软官方文档中关于CLR有过介绍。后续也会针对CLR写一个系列。这里就不做过多的介绍了。

DateTime延伸开来也有很多内容要讲，这里只做一个大体的介绍：

1. 创建一个DateTime

DateTime time = new DateTime(2018,1,20);// 2018年1月20日 0时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;// 表示代码运行到这里的系统时间，一般意义上的当前时间
DateTime time = new DateTime(long ticks);// 以时间刻度计算日期，以公历 0001 年 1 月 1 日 00:00:00.000 以来所经历的以 100 纳秒为间隔的间隔数来表示

这些是我们常用的创建日期的方法，还有一些通过日历对象结合日历来创建日期时间，不过这块在不涉及到程序国际化之前不需要做过多的深入。

需要注意的是，DateTime.Now在每次运行结果都不一样，这个属性返回的是系统运行时当前时间，而不是程序编写时的时间。与之对应的还有一个DaTime.Today，这个属性返回结果是当天，也就是Now去掉时分秒的时间。

2. 日期变更

DateTime提供了很多可以变更日期的方法，这些方法可以获取一个计算之后的时间值：

public DateTime AddDays (double value);// 计算天数，正数代表 天数增加，负数代表天数减少
public DateTime AddHours (double value);// 返回一个新的 DateTime，它将指定的小时数加到此实例的值上。
public DateTime AddMilliseconds (double value);//返回一个新的 DateTime，它将指定的毫秒数加到此实例的值上。
public DateTime AddMonths (int months);//返回一个新的 DateTime，它将指定的月数加到此实例的值上
public DateTime AddMonths (int months);// 返回一个新的 DateTime，它将指定的月数加到此实例的值上
public DateTime AddSeconds (double value);/// 返回一个新的 DateTime，它将指定的秒数加到此实例的值上。
public DateTime AddTicks (long value);// 返回一个新的 DateTime，它将指定的刻度数加到此实例的值上，也就是构造函数里的ticks
public DateTime AddYears (int value);//返回一个新的 DateTime，它将指定的年份数加到此实例的值上。

以上是DateTime类对日期计算的支持，其中参数如果是正的表示时间后移，如果是负的则表示时间向前移。

需要注意的一点就是，日期的变更不会在原有的DateTime元素上变更，会返回一个计算之后的日期类型。

3. 日期算术运算

说了这么多DateTime，没有介绍TimeSpan，那么这里就会介绍一下TimeSpan是什么了。TimeSpan表示一个时间间隔，也就是两个DateTime之间的差值。说到这里，大家也应该明白日期的算术运算应该是指什么了。以下来看一组示例：

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;
    }
}

这就是C#中关于日期运算的基本内容。那我们来看看 TimeSpan里封装了哪些内容吧。

TimeSpan的属性：

public int Days { get; }//获取当前 TimeSpan 结构所表示的时间间隔的天数部分。
public int Hours { get; }// 获取当前 TimeSpan 结构所表示的时间间隔的小时数部分。
public int Milliseconds { get; }//获取当前 TimeSpan 结构所表示的时间间隔的毫秒数部分。
public int Minutes { get; }//获取当前 TimeSpan 结构所表示的时间间隔的分钟数部分。
public int Seconds { get; }//获取当前 TimeSpan 结构所表示的时间间隔的秒数部分。

以上属性表示一个TimeSpan的代表的时间间隔中的天数、小时、分钟等。

public double TotalDays { get; }//获取以整天数和天的小数部分表示的当前 TimeSpan 结构的值。
public double TotalHours { get; }//获取以整小时数和小时的小数部分表示的当前 TimeSpan 结构的值。
public double TotalMinutes { get; }//获取以整分钟数和分钟的小数部分表示的当前 TimeSpan 结构的值。
public double TotalSeconds { get; }//获取以整秒数和秒的小数部分表示的当前 TimeSpan 结构的值。
public double TotalMilliseconds { get; }//获取以整毫秒数和毫秒的小数部分表示的当前 TimeSpan 结构的值。

上述几组属性表示以XXX为单位，返回的TimeSpan的值，与之相对应的TimeSpan提供了一组FormXXX的方法，可以将double类型的值还原成TimeSpan。

因为TimeSpan表示时间间隔，所以TimeSpan也允许两个TimeSpan进行加法运算，并提供了一个Add(TimeSpan ts)的方法。

这些是TimeSpan最常用的一些属性和方法。不过在使用TimeSpan中需要注意的地方是，TimeSpan计算返回的值可正可负，正值表示时间间隔的头在前尾在后，负值表示头在后尾在前；TimeSpan中没有提供TotalMonths这个方法，这是因为每个月具体有多少天不是固定值，如果想计算两个日期直接相差几个月，则需要自定义对应的计算方法了。

4. DateTime与字符串之间的恩怨情仇

在程序中，用户或者三方输入的日期大多都是字符串格式的，而且系统获取到的时间也大多会转成字符串给其他人展示，所以这里就会涉及到DateTime与字符串之间的相互转换。

我们先试试日期的各种ToString会产生什么样的结果：

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());
    }
}

结果：

这是DateTime的默认输出结果，当然会根据系统的语言和地区等设置变化而产生不同的变化。为了避免这种变化，C#提供了一种日期类型的格式化模板，这里介绍几个常用的格式代表：

格式符	含义
yy	年份。00~99，如果年份大于99，则只保留后两位。如2020年则显示20,2019年则显示19
yyyy	年份，显示四位。0000~9999
M	月份，显示1~12
MM	月份，显示01~12
d	天，1~31（具体看月份允许的最大天数）
dd	与d一致，显示为01~31
h	小时，12小时制显示1~12
hh	与h一致，显示为01~12
H	小时，24小时制，显示0~23
HH	小时，24小时制，显示00~23
m	分钟，显示0~59
mm	分钟，显示00~59
s	秒，显示0~59
ss	秒，显示00~59
f	表示日期和时间值的十分之几秒，显示0~9
ff	表示百分之几秒，显示00～99

最后的f，f的次数越多精度越细，但需要考虑系统的时钟精度。

在实际开发中，最常用的格式是：yyyy-MM-dd HH:mm:ss，显示效果就是：2020-04-25 12:00:00。其中连接符可以根据开发需求更换。

上述是时间转字符串，反过来也有字符串转时间。

使用DateTime.Parse或者Convert.ToDateTime就可以将字符串转换为时间类型。C#并不需要在字符串转日期的时候指定字符串的显示格式，这是因为一个约定优于配置的设计理念。C#通过分析字符串，然后将字符串转换成对应的时间类型。当然，在正确解析到时间的时候，C#会抛出异常。为此，C#提供了DateTime.TryParse方法，该方法不会抛出异常，会返回一个是否正确转换的bool值。

它的声明如下：

public static bool TryParse (string s, out DateTime result);// 使用了result作为实际转换结果

虽然C# 不用提供转换格式就可以读取，但是如果时间字符串的格式比较少见呢，或者说就想指定一个格式字符串，怎么办？别急，C#还提供了一个方法：

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

不过，这个方法需要指定一个区域性的格式信息：provider。这个信息可以通过CultureInfo.CurrentCulture来获取，这个属性表示系统的当前区域信息。

以上是DateTime的基本内容，有兴趣的小伙伴可以查阅一下微软的官方文档继续深入研究一下。

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