每日一库之12：carbon（日期和时间）

简介

一线开发人员每天都要使用日期和时间相关的功能，各种定时器，活动时间处理等。标准库time使用起来不太灵活，特别是日期时间的创建和运算。carbon库是一个时间扩展库，基于 PHP 的carbon库编写。提供易于使用的接口。本文就来介绍一下这个库。

快速使用

第三方库需要先安装：

$ go get github.com/uniplaces/carbon

后使用：

package main
import (
  "fmt"
  "time"
  "github.com/uniplaces/carbon"
)
func main() {
  fmt.Printf("Right now is %s\n", carbon.Now().DateTimeString())
  today, _ := carbon.NowInLocation("Japan")
  fmt.Printf("Right now in Japan is %s\n", today)
  fmt.Printf("Tomorrow is %s\n", carbon.Now().AddDay())
  fmt.Printf("Last week is %s\n", carbon.Now().SubWeek())
  nextOlympics, _ := carbon.CreateFromDate(2016, time.August, 5, "Europe/London")
  nextOlympics = nextOlympics.AddYears(4)
  fmt.Printf("Next olympics are in %d\n", nextOlympics.Year())
  if carbon.Now().IsWeekend() {
    fmt.Printf("Happy time!")
  }
}

carbon库的使用很便捷，首先它完全兼容标准库的time.Time类型，实际上该库的日期时间类型Carbon直接将time.Time内嵌到结构中，所以time.Time的方法可直接调用：

// src/github.com/uniplaces/carbon/carbon.go
type Carbon struct {
  time.Time
  weekStartsAt time.Weekday
  weekEndsAt   time.Weekday
  weekendDays  []time.Weekday
  stringFormat string
  Translator   *Translator
}

其次，简化了创建操作。标准库time创建一个Time对象，如果不是本地或 UTC 时区，需要自己先调用LoadLocation加载对应时区。然后将该时区对象传给time.Date方法创建。carbon可以直接传时区名字。

carbon还提供了很多方法做日期运算，如例子中的AddDay，SubWeek等，都是见名知义的。

时区

在介绍其它内容之前，我们先说一说这个时区的问题。以下引用维基百科的描述：

时区是地球上的区域使用同一个时间定义。以前，人们通过观察太阳的位置（时角）决定时间，这就使得不同经度的地方的时间有所不同（地方时）。1863年，首次使用时区的概念。时区通过设立一个区域的标准时间部分地解决了这个问题。
世界各国位于地球不同位置上，因此不同国家，特别是东西跨度大的国家日出、日落时间必定有所偏差。这些偏差就是所谓的时差。

例如，日本东京位于东九区，北京位于东八区，所以日本比中国快一个小时，日本14:00的时候中国13:00。

在 Linux 中，时区一般存放在类似/usr/share/zoneinfo这样的目录。这个目录中有很多文件，每个时区一个文件。时区文件是二进制文件，可以执行info tzfile查看具体格式。

时区名称的一般格式为city，或country/city，或continent/city。即要么就是一个城市名，要么是国家名+/+城市名，要么是洲名+/+城市名。例如上海时区为Asia/Shanghai，香港时区为Asia/Hong_Kong。也有一些特殊的，如 UTC，Local等。

Go 语言为了可移植性，在安装包中提供了时区文件，在安装目录下（我的为C:\Go）的lib/time/zoneinfo.zip文件，大家可以执行解压看看😀。

使用 Go 标准库time创建某个时区的时间，需要先加载时区：

package main
import (
  "fmt"
  "log"
  "time"
)
func main() {
  loc, err := time.LoadLocation("Japan")
  if err != nil {
    log.Fatal("failed to load location: ", err)
  }
  d := time.Date(2020, time.July, 24, 20, 0, 0, 0, loc)
  fmt.Printf("The opening ceremony of next olympics will start at %s in Japan\n", d)
}

使用carbon就不用这么麻烦：

package main
import (
  "fmt"
  "log"
  "time"
  "github.com/uniplaces/carbon"
)
func main() {
  c, err := carbon.Create(2020, time.July, 24, 20, 0, 0, 0, "Japan")
  if err != nil {
    log.Fatal(err)
  }
  fmt.Printf("The opening ceremony of next olympics will start at %s in Japan\n", c)
}

时间运算

使用标准库time的时间运算需要先定义一个time.Duration对象，time库预定义的只有纳秒到小时的精度：

const (
  Nanosecond  Duration = 1
  Microsecond = 1000 * Nanosecond
  Millisecond = 1000 * Microsecond
  Second      = 1000 * Millisecond
  Minute      = 60 * Second
  Hour        = 60 * Minute
)

其它的时长就需要自己使用time.ParseDuration构造了，而且time.ParseDuration不能构造其它精度的时间。
如果想要增加/减少年月日，就需要使用time.Time的AddDate方法：

package main
import (
  "fmt"
  "log"
  "time"
)
func main() {
  now := time.Now()
  fmt.Println("now is:", now)
  fmt.Println("one second later is:", now.Add(time.Second))
  fmt.Println("one minute later is:", now.Add(time.Minute))
  fmt.Println("one hour later is:", now.Add(time.Hour))
  d, err := time.ParseDuration("3m20s")
  if err != nil {
    log.Fatal(err)
  }
  fmt.Println("3 minutes and 20 seconds later is:", now.Add(d))
  d, err = time.ParseDuration("2h30m")
  if err != nil {
    log.Fatal(err)
  }
  fmt.Println("2 hours and 30 minutes later is:", now.Add(d))
  fmt.Println("3 days and 2 hours later is:", now.AddDate(0, 0, 3).Add(time.Hour*2))
}

需要注意的是，时间操作都是返回一个新的对象，原对象不会修改。carbon库也是如此。Go 的标准库也建议我们不要使用**time.Time**的指针。
当然carbon库也能使用上面的方法，它还提供了多种粒度的方法：

package main
import (
  "fmt"
  "github.com/uniplaces/carbon"
)
func main() {
  now := carbon.Now()
  fmt.Println("now is:", now)
  fmt.Println("one second later is:", now.AddSecond())
  fmt.Println("one minute later is:", now.AddMinute())
  fmt.Println("one hour later is:", now.AddHour())
  fmt.Println("3 minutes and 20 seconds later is:", now.AddMinutes(3).AddSeconds(20))
  fmt.Println("2 hours and 30 minutes later is:", now.AddHours(2).AddMinutes(30))
  fmt.Println("3 days and 2 hours later is:", now.AddDays(3).AddHours(2))
}

carbon还提供了：

• 增加季度的方法：AddQuarters/AddQuarter，复数形式介绍一个表示倍数的参数，单数形式倍数为1；
• 增加世纪的方法：AddCenturies/AddCentury；
• 增加工作日的方法：AddWeekdays/AddWeekday，这个方法会跳过非工作日；
• 增加周的方法：AddWeeks/AddWeek。

其实给上面方法传入负数就表示减少，另外carbon也提供了对应的Sub*方法。

时间比较

标准库time可以使用time.Time对象的Before/After/Equal判断是否在另一个时间对象前，后，或相等。carbon库也可以使用上面的方法比较时间。除此之外，它还提供了多组方法，每个方法提供一个简短名，一个详细名：

• Eq/EqualTo：是否相等；
• Ne/NotEqualTo：是否不等；
• Gt/GreaterThan：是否在之后；
• Lt/LessThan：是否在之前；
• Lte/LessThanOrEqual：是否相同或在之前；
• Between：是否在两个时间之间。

另外carbon提供了：

• 判断当前时间是周几的方法：IsMonday/IsTuesday/.../IsSunday；
• 是否是工作日，周末，闰年，过去时间还是未来时间：IsWeekday/IsWeekend/IsLeapYear/IsPast/IsFuture。

package main
import (
  "fmt"
  "github.com/uniplaces/carbon"
)
func main() {
  t1, _ := carbon.CreateFromDate(2010, 10, 1, "Asia/Shanghai")
  t2, _ := carbon.CreateFromDate(2011, 10, 20, "Asia/Shanghai")
  fmt.Printf("t1 equal to t2: %t\n", t1.Eq(t2))
  fmt.Printf("t1 not equal to t2: %t\n", t1.Ne(t2))
  fmt.Printf("t1 greater than t2: %t\n", t1.Gt(t2))
  fmt.Printf("t1 less than t2: %t\n", t1.Lt(t2))
  t3, _ := carbon.CreateFromDate(2011, 1, 20, "Asia/Shanghai")
  fmt.Printf("t3 between t1 and t2: %t\n", t3.Between(t1, t2, true))
  now := carbon.Now()
  fmt.Printf("Weekday? %t\n", now.IsWeekday())
  fmt.Printf("Weekend? %t\n", now.IsWeekend())
  fmt.Printf("LeapYear? %t\n", now.IsLeapYear())
  fmt.Printf("Past? %t\n", now.IsPast())
  fmt.Printf("Future? %t\n", now.IsFuture())
}

我们还可以使用carbon计算两个日期之间相差多少秒、分、小时、天：

package main
import (
  "fmt"
  "github.com/uniplaces/carbon"
)
func main() {
  vancouver, _ := carbon.Today("Asia/Shanghai")
  london, _ := carbon.Today("Asia/Hong_Kong")
  fmt.Println(vancouver.DiffInSeconds(london, true)) // 0
  ottawa, _ := carbon.CreateFromDate(2000, 1, 1, "America/Toronto")
  vancouver, _ = carbon.CreateFromDate(2000, 1, 1, "America/Vancouver")
  fmt.Println(ottawa.DiffInHours(vancouver, true)) // 3
  fmt.Println(ottawa.DiffInHours(vancouver, false)) // 3
  fmt.Println(vancouver.DiffInHours(ottawa, false)) // -3
  t, _ := carbon.CreateFromDate(2012, 1, 31, "UTC")
  fmt.Println(t.DiffInDays(t.AddMonth(), true))  // 31
  fmt.Println(t.DiffInDays(t.SubMonth(), false)) // -31
  t, _ = carbon.CreateFromDate(2012, 4, 30, "UTC")
  fmt.Println(t.DiffInDays(t.AddMonth(), true)) // 30
  fmt.Println(t.DiffInDays(t.AddWeek(), true))  // 7
  t, _ = carbon.CreateFromTime(10, 1, 1, 0, "UTC")
  fmt.Println(t.DiffInMinutes(t.AddSeconds(59), true))  // 0
  fmt.Println(t.DiffInMinutes(t.AddSeconds(60), true))  // 1
  fmt.Println(t.DiffInMinutes(t.AddSeconds(119), true)) // 1
  fmt.Println(t.DiffInMinutes(t.AddSeconds(120), true)) // 2
}

格式化

我们知道time.Time提供了一个Format方法，相比于其他编程语言使用格式化符来描述格式（需要记忆%d/%m/%h等的含义），Go 提供了一个一种更简单、直观的方式——使用 layout。即我们传入一个日期字符串，表示我们想要格式化成什么样子。Go 会用当前的时间替换字符串中的对应部分：

package main
import (
  "fmt"
  "time"
)
func main() {
  t := time.Now()
  fmt.Println(t.Format("2006-01-02 15:04:05"))
}

上面我们只需要传入一个2006-01-02 15:04:05表示我们想要的格式为yyyy-mm-dd hh:mm:ss，省去了我们需要记忆的麻烦。

为了使用方便，Go 内置了一些标准的时间格式：

// src/time/format.go
const (
  ANSIC       = "Mon Jan _2 15:04:05 2006"
  UnixDate    = "Mon Jan _2 15:04:05 MST 2006"
  RubyDate    = "Mon Jan 02 15:04:05 -0700 2006"
  RFC822      = "02 Jan 06 15:04 MST"
  RFC822Z     = "02 Jan 06 15:04 -0700" // RFC822 with numeric zone
  RFC850      = "Monday, 02-Jan-06 15:04:05 MST"
  RFC1123     = "Mon, 02 Jan 2006 15:04:05 MST"
  RFC1123Z    = "Mon, 02 Jan 2006 15:04:05 -0700" // RFC1123 with numeric zone
  RFC3339     = "2006-01-02T15:04:05Z07:00"
  RFC3339Nano = "2006-01-02T15:04:05.999999999Z07:00"
  Kitchen     = "3:04PM"
  // Handy time stamps.
  Stamp      = "Jan _2 15:04:05"
  StampMilli = "Jan _2 15:04:05.000"
  StampMicro = "Jan _2 15:04:05.000000"
  StampNano  = "Jan _2 15:04:05.000000000"
)

除了上面这些格式，carbon还提供了其他一些格式：

// src/github.com/uniplaces/carbon
const (
  DefaultFormat       = "2006-01-02 15:04:05"
  DateFormat          = "2006-01-02"
  FormattedDateFormat = "Jan 2, 2006"
  TimeFormat          = "15:04:05"
  HourMinuteFormat    = "15:04"
  HourFormat          = "15"
  DayDateTimeFormat   = "Mon, Aug 2, 2006 3:04 PM"
  CookieFormat        = "Monday, 02-Jan-2006 15:04:05 MST"
  RFC822Format        = "Mon, 02 Jan 06 15:04:05 -0700"
  RFC1036Format       = "Mon, 02 Jan 06 15:04:05 -0700"
  RFC2822Format       = "Mon, 02 Jan 2006 15:04:05 -0700"
  RSSFormat           = "Mon, 02 Jan 2006 15:04:05 -0700"
)

注意一点，time库默认使用2006-01-02 15:04:05.999999999 -0700 MST格式，有点复杂了，carbon库默认使用更简洁的2006-01-02 15:04:05。

高级特性

修饰器

所谓修饰器（modifier）就是对一些特定的时间操作，获取开始和结束时间。如当天、月、季度、年、十年、世纪、周的开始和结束时间，还能获得上一个周二、下一个周一、下一个工作日的时间等等：

package main
import (
  "fmt"
  "time"
  "github.com/uniplaces/carbon"
)
func main() {
  t := carbon.Now()
  fmt.Printf("Start of day:%s\n", t.StartOfDay())
  fmt.Printf("End of day:%s\n", t.EndOfDay())
  fmt.Printf("Start of month:%s\n", t.StartOfMonth())
  fmt.Printf("End of month:%s\n", t.EndOfMonth())
  fmt.Printf("Start of year:%s\n", t.StartOfYear())
  fmt.Printf("End of year:%s\n", t.EndOfYear())
  fmt.Printf("Start of decade:%s\n", t.StartOfDecade())
  fmt.Printf("End of decade:%s\n", t.EndOfDecade())
  fmt.Printf("Start of century:%s\n", t.StartOfCentury())
  fmt.Printf("End of century:%s\n", t.EndOfCentury())
  fmt.Printf("Start of week:%s\n", t.StartOfWeek())
  fmt.Printf("End of week:%s\n", t.EndOfWeek())
  fmt.Printf("Next:%s\n", t.Next(time.Wednesday))
  fmt.Printf("Previous:%s\n", t.Previous(time.Wednesday))
}

自定义工作日和周末

有些地区每周的开始、周末和我们的不一样。例如，在美国周日是新的一周开始。没关系，carbon可以自定义每周的开始和周末：

package main
import (
  "fmt"
  "log"
  "time"
  "github.com/uniplaces/carbon"
)
func main() {
  t, err := carbon.Create(2020, 02, 11, 0, 0, 0, 0, "Asia/Shanghai")
  if err != nil {
    log.Fatal(err)
  }
  t.SetWeekStartsAt(time.Sunday)
  t.SetWeekEndsAt(time.Saturday)
  t.SetWeekendDays([]time.Weekday{time.Monday, time.Tuesday, time.Wednesday})
  fmt.Printf("Today is %s, weekend? %t\n", t.Weekday(), t.IsWeekend())
}

总结

carbon提供了很多的实用方法，另外time的方法它也能使用，使得它的功能非常强大。时间其实是一个非常复杂的问题，考虑到时区、闰秒、各地的夏令时等，自己处理起来简直是火葬场。幸好有这些库(┬＿┬)

参考

1. carbon GitHub 仓库：https://github.com/uniplaces/carbon