JAVA面试题解系列——日期和时间的处…

最新推荐文章于 2022-09-05 23:29:58 发布

bensantan

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本文链接：https://blog.youkuaiyun.com/bensantan/article/details/40353843

本文介绍Java中日期时间处理的基础知识，包括Date类和Calendar类的使用方法，以及日期格式化和解析的操作技巧。

日期和时间的处理不仅在面试题中会考到，在实际项目开发中也是我们经常需要处理的问题，似乎没有哪个项目可以避开它们，常常在处理用户的出生年月日、注册日期，订单的创建时间等属性时用到，由此可见其重要性。

java.util.Date类

提到日期和时间，最先想到应该是java.util.Date类吧。Date类可以精确到毫秒数，这个毫秒数是相对于格林威治标准时间“1970-01-01 00:00:00.000 GMT”的差值。那么，什么是格林威治标准时间呢？要回答这个问题，需要了解一下世界时间标准方面的知识。

世界时间标准主要有UTC，即Coordinated Universal Time（中文名译作世界协调时间、世界统一时间或世界标准时间），以及GMT，即Greenwich Mean Time（中文名译作格林威治标准时间或格林威治平均时间）两种。严格来讲，UTC比GMT更加精确一些，不过它们的差值不会超过0.9秒，如果超过了，将会为UTC增加闰秒以与GMT，也就是地球自转周期保持一致。所以在日常使用中，我们可以把UTC和GMT一样看待。

日期和时间的表示是与我们所处的时区相关联的，如果不指定时区，那么它们将以系统默认的时区来显示。我们先来看看如何创建日期对象。Date类有很多个构造器方法，大部分已经不被赞成使用了（Deprecated），不过还剩下两个可以使用的：

Java代码

public Date() {

this(System.currentTimeMillis());

}

public Date(long date) {

//other code

}

第一个是无参构造器，使用系统当前时间的毫秒数来创建Date对象，它调用了java.lang.System类的currentTimeMillis()来取得系统的当前时间的毫秒值。这是个本地方法，它的定义如下：

Java代码

public static native long currentTimeMillis();

第二个构造器是根据给定的毫秒数来创建一个与之对应的Date对象，这个毫秒数决定了被创建对象的年、月、日、时、分、秒属性的值。

我们来看看日期和时间在默认时区下的显示效果：

Java代码

import java.util.Date;

public class DateTest {

public static void main(String[] args) {

Date d = new Date();

// 在默认时区下输出日期和时间值

System.out.println(d);

}

运行结果：

1、Tue Jul 22 10:44:47 CST 2008

应该注意到了年份前的“CST”标识，它是China Standard Time的缩写，指的是中国标准时间，也就是我们常说的北京时间。它与UTC的时差是UTC+8:00，就是说北京时间比世界标准时间早8个小时，如果世界标准时间是早上1点，北京时间就是早上9点。一般情况下我们不需要关心时区问题。

在创建完Date对象之后，可以通过调用getTime()方法来获得该对象的毫秒数值，调用setTime(long time)方法来设置它的毫秒数值，从而影响年、月、日、时、分、秒这些属性。这两个方法的定义如下：

Java代码

public long getTime() {

//other code

}

public void setTime(long time) {

//other code

}

既然Date对象可以表示盛相对于“1970-01-01 00:00:00.000 GMT”的毫秒数，我们自然可以通过这个值来比较两个日期的大小了，不过对于日期来讲，前后的说法应该更为恰当。而Date类已经为我们提供了这样的方法：

Java代码

public boolean before(Date when) {

//other code

}

public boolean after(Date when) {

//other code

}

public int compareTo(Date anotherDate) {

//other code

}

before()是判断当前日期是否在参数日期之前，即当前日期毫秒数小于参数日期毫秒数；after()是判断当前日期是否在参数日期之后，即当前日期毫秒数大于参数日期毫秒数。而compareTo()是将当前日期与参数日期比较后，返回一个int型值，它的返回值有三种可能：-1、0和1。如果返回-1则表示当前日期在参数日期之前；如果返回0则表示两个日期是同一时刻；返回1则表示当前日期在参数日期之后。虽然可以用compareTo()方法来比较两个Date对象，但是它的设计实际是另有用途的，在后面的章节将会讲到。

下面就用一个示例来检验一下以上方法的用法：

Java代码

import java.util.Date;

public class DateTest {

public static void main(String[] args) {

// 2008-08-08 20:00:00对应的毫秒数

long t2008 = 1218196800000L;

// 1900-01-01 20:00:00对应的毫秒数

long t1900 = -2208945952000L;

// 指定毫秒数创建Date对象

Date d2008 = new Date(t2008);

// 使用系统默认时间创建Date对象

Date d1900 = new Date();

// 通过设置毫秒数改变日期和时间

d1900.setTime(t1900);

System.out.println("调用方法：d1900.before(d2008)");

System.out

.print("比较结果：\"1900-01-01 20:00:00\"在\"2008-08-08 20:00:00\"");

// 使用before()方法比较

if (d1900.before(d2008)) {

System.out.println("之前");

} else {

System.out.println("之后");

}

System.out.println();

System.out.println("调用方法：d2008.after(d1900)");

System.out

.print("比较结果：\"2008-08-08 20:00:00\"在\"1900-01-01 20:00:00\"");

// 使用before()方法比较

if (d2008.after(d1900)) {

System.out.println("之后");

} else {

System.out.println("之前");

}

System.out.println();

System.out.println("调用方法：d1900.compareTo(d2008)");

System.out

.print("比较结果：\"1900-01-01 20:00:00\"在\"2008-08-08 20:00:00\"");

// 使用compareTo()方法比较

int i = d1900.compareTo(d2008);

if (i == -1) {

System.out.println("之前");

} else if (i == 1) {

System.out.println("之后");

} else if (i == 0) {

System.out.println("是同一时刻");

}

运行结果：

1、调用方法：d1900.before(d2008)

2、比较结果："1900-01-01 20:00:00"在"2008-08-08 20:00:00"之前

3、

4、调用方法：d2008.after(d1900)

5、比较结果："2008-08-08 20:00:00"在"1900-01-01 20:00:00"之后

6、

7、调用方法：d1900.compareTo(d2008)

8、比较结果："1900-01-01 20:00:00"在"2008-08-08 20:00:00"之前

那么如果我们想直接获取或者改变年、月、日、时、分、秒等等这些属性的值时怎么办呢？Date类当然有完成这些操作的方法，不过遗憾的是它们也都已经不被赞成使用了。我们必须换一个能够提供这些操作的类，这个类就是java.util.Calendar。

公历历法java.util.GregorianCalendar

Calendar是一个抽象类，无法直接实例化它，它有一个具体子类实体类java.util.GregorianCalendar，这个类实现的就是我们日常所用的公历历法，或者叫做阳历。我们可以直接使用new命令创建它的实例，或者使用Calendar类的这个方法来获得它实例：

Java代码

public static Calendar getInstance(){

//other code

}

采用上面这个方法时，创建的Calendar对象的日期和时间值是对象被创建时系统日期和时间值。当使用new命令时，有两种选择，一种是使用系统当前的日期和时间值初始化GregorianCalendar对象；另一种是通过给定年、月、日、时、分、秒等属性值来对其进行初始化。请看下面的例子：

Java代码

import java.text.DateFormat;

import java.text.SimpleDateFormat;

import java.util.Calendar;

import java.util.GregorianCalendar;

public class DateTest {

public static String toFriendlyString(Calendar c) {

if (c != null) {

DateFormat df = new SimpleDateFormat("yyyy年MM月dd日 HH:mm:ss");

return df.format(c.getTime());

}

return null;

}

public static void main(String[] args) {

Calendar c1 = Calendar.getInstance();

System.out.println("创建方式：Calendar.getInstance()");

System.out.println("日期时间：" + DateTest.toFriendlyString(c1));

System.out.println();

Calendar c2 = new GregorianCalendar();

System.out.println("创建方式：new GregorianCalendar()");

System.out.println("日期时间：" + DateTest.toFriendlyString(c2));

System.out.println();

// 参数含义依次为：年、月、日

Calendar c3 = new GregorianCalendar(2008, 8, 8);

System.out.println("创建方式：new GregorianCalendar(2008, 8, 8)");

System.out.println("日期时间：" + DateTest.toFriendlyString(c3));

System.out.println();

// 参数含义依次为：年、月、日、时、分

Calendar c4 = new GregorianCalendar(2008, 8, 8, 6, 10);

System.out.println("创建方式：new GregorianCalendar(2008, 8, 8, 6, 10)");

System.out.println("日期时间：" + DateTest.toFriendlyString(c4));

System.out.println();

// 参数含义依次为：年、月、日、时、分、秒

Calendar c5 = new GregorianCalendar(2008, 8, 8, 18, 10, 5);

System.out.println("创建方式：new GregorianCalendar(2008, 8, 8, 18, 10, 5)");

System.out.println("日期时间：" + DateTest.toFriendlyString(c5));

}

运行结果如下：

1、创建方式：Calendar.getInstance()

2、日期时间：2008年07月22日 11:54:48

3、

4、创建方式：new GregorianCalendar()

5、日期时间：2008年07月22日 11:54:48

6、

7、创建方式：new GregorianCalendar(2008, 8, 8)

8、日期时间：2008年09月08日 00:00:00

9、

10、创建方式：new GregorianCalendar(2008, 8, 8, 6, 10)

11、日期时间：2008年09月08日 06:10:00

12、

13、创建方式：new GregorianCalendar(2008, 8, 8, 18, 10, 5)

14、日期时间：2008年09月08日 18:10:05

为了便于阅读，增加一个toFriendlyString(Calendar c)方法，它将日期时间值格式化为一种更加友好易懂的形式，将在接下来的内容中讲解它的实现原理。分析运行结果后，发现有两个地方需要注意：

在创建GregorianCalendar对象时，月份值都设定为8，但打印结果都是9月份。这并不是我们的代码有问题，而是因为JAVA表示的月份是从0开始的，也就是说它用来表示月份的数值总是比实际月份值小1。因此要表示8月份，就是应该设置8-1=7这个值。

GregorianCalendar的小时数是24小时制的。

如果想要从Calendar对象获得各种属性的值，就需要调用它的get(int field)方法，这个方法接收一个int型的参数，并且根据这个给定参数的值来返回相应的属性的值。该方法的定义如下：

Java代码

public int get(int field){

//other code

}

我们以一个示例来说明get(int field)方法所能接受的一些常用参数的含义及用法：

Java代码

import java.text.DateFormat;

import java.text.SimpleDateFormat;

import java.util.Calendar;

public class DateTest {

public static String toFriendlyString(Calendar c) {

if (c != null) {

DateFormat df = new SimpleDateFormat("yyyy年MM月dd日 HH:mm:ss.SSS");

return df.format(c.getTime());

}

return null;

}

public static void main(String[] args) {

Calendar c = Calendar.getInstance();

System.out.println("当前时刻：" + DateTest.toFriendlyString(c));

System.out.println();

System.out.println("属性名称：Calendar.AM_PM");

System.out.println("代表含义：上下午标识，上午返回Calendar.AM=0，下午返回Calendar.PM=1");

System.out.println("测试结果：" + c.get(Calendar.AM_PM));

System.out.println();

System.out.println("属性名称：Calendar.DATE");

System.out.println("代表含义：一个月中的第几天，同Calendar.DAY_OF_MONTH");

System.out.println("测试结果：" + c.get(Calendar.DATE));

System.out.println();

System.out.println("属性名称：Calendar.DAY_OF_MONTH");

System.out.println("代表含义：一个月中的第几天，同Calendar.DATE");

System.out.println("测试结果：" + c.get(Calendar.DAY_OF_MONTH));

System.out.println();

System.out.println("属性名称：Calendar.DAY_OF_WEEK");

System.out.println("代表含义：星期几。");

System.out.println("星期日:Calendar.SUNDAY=1");

System.out.println("星期一:Calendar.MONDAY=2");

System.out.println("星期二:Calendar.TUESDAY=3");

System.out.println("星期三:Calendar.WEDNESDAY=4");

System.out.println("星期四:Calendar.THURSDAY=5");

System.out.println("星期五:Calendar.FRIDAY=6");

System.out.println("星期六:Calendar.SATURDAY=7");

System.out.println("测试结果：" + c.get(Calendar.DAY_OF_WEEK));

System.out.println();

System.out.println("属性名称：Calendar.DAY_OF_WEEK_IN_MONTH");

System.out.println("代表含义：这一天所对应的星期几在该月中是第几次出现");

System.out.println("测试结果：" + c.get(Calendar.DAY_OF_WEEK_IN_MONTH));

System.out.println();

System.out.println("属性名称：Calendar.DAY_OF_YEAR");

System.out.println("代表含义：一年中的第几天");

System.out.println("测试结果：" + c.get(Calendar.DAY_OF_YEAR));

System.out.println();

System.out.println("属性名称：Calendar.HOUR");

System.out.println("代表含义：12小时制下的小时数，中午和午夜表示为0");

System.out.println("测试结果：" + c.get(Calendar.HOUR));

System.out.println();

System.out.println("属性名称：Calendar.HOUR_OF_DAY");

System.out.println("代表含义：24小时制下的小时数，午夜表示为0");

System.out.println("测试结果：" + c.get(Calendar.HOUR_OF_DAY));

System.out.println();

System.out.println("属性名称：Calendar.MILLISECOND");

System.out.println("代表含义：毫秒数");

System.out.println("测试结果：" + c.get(Calendar.MILLISECOND));

System.out.println();

System.out.println("属性名称：Calendar.MINUTE");

System.out.println("代表含义：分钟");

System.out.println("测试结果：" + c.get(Calendar.MINUTE));

System.out.println();

System.out.println("属性名称：Calendar.MONTH");

System.out.println("代表含义：月份，从0到11表示12个月份，比实际月份值小1");

System.out.println("测试结果：" + c.get(Calendar.MONTH));

System.out.println();

System.out.println("属性名称：Calendar.SECOND");

System.out.println("代表含义：秒");

System.out.println("测试结果：" + c.get(Calendar.SECOND));

System.out.println();

System.out.println("属性名称：Calendar.WEEK_OF_MONTH");

System.out.println("代表含义：一个月中的第几个星期");

System.out.println("测试结果：" + c.get(Calendar.WEEK_OF_MONTH));

System.out.println();

System.out.println("属性名称：Calendar.WEEK_OF_YEAR");

System.out.println("代表含义：一年中的第几个星期");

System.out.println("测试结果：" + c.get(Calendar.WEEK_OF_YEAR));

System.out.println();

System.out.println("属性名称：Calendar.YEAR");

System.out.println("代表含义：年份");

System.out.println("测试结果：" + c.get(Calendar.YEAR));

}

运行结果如下：

1、当前时刻：2008年07月22日 13:16:07.421

2、

3、属性名称：Calendar.AM_PM

4、代表含义：上下午标识，上午返回Calendar.AM=0，下午返回Calendar.PM=1

5、测试结果：1

6、

7、属性名称：Calendar.DATE

8、代表含义：一个月中的第几天，同Calendar.DAY_OF_MONTH

9、测试结果：22

10、

11、属性名称：Calendar.DAY_OF_MONTH

12、代表含义：一个月中的第几天，同Calendar.DATE

13、测试结果：22

14、

15、属性名称：Calendar.DAY_OF_WEEK

16、代表含义：星期几。

17、星期日:Calendar.SUNDAY=1

18、星期一:Calendar.MONDAY=2

19、星期二:Calendar.TUESDAY=3

20、星期三:Calendar.WEDNESDAY=4

21、星期四:Calendar.THURSDAY=5

22、星期五:Calendar.FRIDAY=6

23、星期六:Calendar.SATURDAY=7

24、测试结果：3

25、

26、属性名称：Calendar.DAY_OF_WEEK_IN_MONTH

27、代表含义：这一天所对应的星期几在该月中是第几次出现

28、测试结果：4

29、

30、属性名称：Calendar.DAY_OF_YEAR

31、代表含义：一年中的第几天

32、测试结果：204

33、

34、属性名称：Calendar.HOUR

35、代表含义：12小时制下的小时数，中午和午夜表示为0

36、测试结果：1

37、

38、属性名称：Calendar.HOUR_OF_DAY

39、代表含义：24小时制下的小时数，午夜表示为0

40、测试结果：13

41、

42、属性名称：Calendar.MILLISECOND

43、代表含义：毫秒数

44、测试结果：421

45、

46、属性名称：Calendar.MINUTE

47、代表含义：分钟

48、测试结果：16

49、

50、属性名称：Calendar.MONTH

51、代表含义：月份，从0到11表示12个月份，比实际月份值小1

52、测试结果：6

53、

54、属性名称：Calendar.SECOND

55、代表含义：秒

56、测试结果：7

57、

58、属性名称：Calendar.WEEK_OF_MONTH

59、代表含义：一个月中的第几个星期

60、测试结果：4

61、

62、属性名称：Calendar.WEEK_OF_YEAR

63、代表含义：一年中的第几个星期

64、测试结果：30

65、

66、属性名称：Calendar.YEAR

67、代表含义：年份

68、测试结果：2008

其中Calendar.DAY_OF_WEEK_IN_MONTH代表的含义比较难理解一些，它表示“这一天所对应的星期几在该月中是第几次出现”。比如2008年8月8日是星期五，在它之前的8月1日也是星期五，因此它是8月份的第二个星期五。所以这时调用get(Calendar.DAY_OF_WEEK_IN_MONTH)就会返回2。这里存在一个简单易记的规律：对于每月的1-7号，它们一定占全了星期一到星期日，所以不管是它们中的哪一天，也不管这一天是星期几，它总是第一个，因此返回1；8-14号也同样占全了星期一到星期日，但由于1-7号的关系，对于它们总是返回2；以此类推，15-21号返回3，22-28号返回4，29-31号返回5。

Calendar对象和Date对象可以通过Calendar类的如下两个方法进行相互转换：

Java代码

public final Date getTime() {

//other code

}

public final void setTime(Date date) {

//other code

}

日期格式化与解析

回头再来看看在上面的例子中定义的toFriendlyString(Calendar c)方法，它将一个Calendar对象的日期时间值以一种很友好的方式来展现，使人们很容易看懂，也符合我们中国人的习惯。这完全得益于抽象类DateFormat以及它的子类实体类SimpleDateFormat的帮助。这两个类都位于java.text包中，是专门用于日期格式化和解析的类。而这两项工作的核心就是我们为此设定的Pattern，可以称之为“日期格式表达式”。

理论上讲日期格式表达式包含全部26个英文字母的大小写，不过它们中的一些字母只是被预留了，并没有确切的含义。目前有效的字母及它们所代表的含义如下：

1、G：年代标识，表示是公元前还是公元后

2、y：年份

3、M：月份

4、d：日

5、h：小时，从1到12，分上下午

6、H：小时，从0到23

7、m：分钟

8、s：秒

9、S：毫秒

10、E：星期几

11、z：时区

12、D：一年中的第几天

13、F：这一天所对应的星期几在该月中是第几次出现

14、w：一年中的第几个星期

15、W：一个月中的第几个星期

16、a：上午/下午标识

17、k：小时，从1到24

18、K：小时，从0到11，区分上下午

在日期格式表达式中出现的所有字母，在进行日期格式化操作后，都将被其所代表的含义对应的属性值所替换，并且对某些字母来说，重复次数的不同，格式化后的结果也会有所不同。请看下面的例子：

Java代码

import java.text.SimpleDateFormat;

import java.util.Date;

public class DateTest {

public static void main(String[] args) {

// 使用系统当前日期时间值创建一个Date对象

Date now = new Date();

// 创建一个日期格式表达式

String pattern = "年代:G;年份:y;月份:M;日:d;时(1~12):h;时(0~23):H;分:m;秒:s;毫秒:S;星期:E;上/下午:a;时区:z";

// 使用日期格式表达式创建一个SimpleDateFormat对象

SimpleDateFormat df = new SimpleDateFormat(pattern);

// 调用SimpleDateFormat类的format(Date date)方法对Date对象进行格式化，并返回格式化后的字符串。

// 该方法继承自java.text.DateFormat类

System.out.println("1位：" + df.format(now));

// 创建一个新的日期格式表达式

pattern = "年代:GG;年份:yy;月份:MM;日:dd;时(1~12):hh;时(0~23):HH;分:mm;秒:ss;毫秒:SS;星期:EE;上/下午:aa;时区:zz";

// 调用SimpleDateFormat的applyPattern(String pattern)方法用新创建的日期格式表达式替换其原有的

df.applyPattern(pattern);

System.out.println("2位：" + df.format(now));

pattern = "年代:GGG;年份:yyy;月份:MMM;日:ddd;时(1~12):hhh;时(0~23):HHH;分:mmm;秒:sss;毫秒:SSS;星期:EEE;上/下午:aaa;时区:zzz";

df.applyPattern(pattern);

System.out.println("3位：" + df.format(now));

pattern = "年代:GGGG;年份:yyyy;月份:MMMM;日:dddd;时(1~12):hhhh;时(0~23):HHHH;分:mmmm;秒:ssss;毫秒:SSSS;星期:EEEE;上/下午:aaaa;时区:zzzz";

df.applyPattern(pattern);

System.out.println("4位：" + df.format(now));

pattern = "年代:GGGGG;年份:yyyyy;月份:MMMMM;日:ddddd;时(1~12):hhhhh;时(0~23):HHHHH;分:mmmmm;秒:sssss;毫秒:SSSSS;星期:EEEEE;上/下午:aaaaa;时区:zzzzz";

df.applyPattern(pattern);

System.out.println("5位：" + df.format(now));

pattern = "年代:GGGGGG;年份:yyyyyy;月份:MMMMMM;日:dddddd;时(1~12):hhhhhh;时(0~23):HHHHHH;分:mmmmmm;秒:ssssss;毫秒:SSSSSS;星期:EEEEEE;上/下午:aaaaaa;时区:zzzzzz";

df.applyPattern(pattern);

System.out.println("6位：" + df.format(now));

}

输出结果如下：

1、1位：年代:公元;年份:08;月份:7;日:22;时(1~12):3;时(0~23):15;分:17;秒:49;毫秒:187;星期:星期二;上/下午:下午;时区:CST

2、2位：年代:公元;年份:08;月份:07;日:22;时(1~12):03;时(0~23):15;分:17;秒:49;毫秒:187;星期:星期二;上/下午:下午;时区:CST

3、3位：年代:公元;年份:08;月份:七月;日:022;时(1~12):003;时(0~23):015;分:017;秒:049;毫秒:187;星期:星期二;上/下午:下午;时区:CST

4、4位：年代:公元;年份:2008;月份:七月;日:0022;时(1~12):0003;时(0~23):0015;分:0017;秒:0049;毫秒:0187;星期:星期二;上/下午:下午;时区:中国标准时间

5、5位：年代:公元;年份:02008;月份:七月;日:00022;时(1~12):00003;时(0~23):00015;分:00017;秒:00049;毫秒:00187;星期:星期二;上/下午:下午;时区:中国标准时间

6、6位：年代:公元;年份:002008;月份:七月;日:000022;时(1~12):000003;时(0~23):000015;分:000017;秒:000049;毫秒:000187;星期:星期二;上/下午:下午;时区:中国标准时间

如果想输出原始的字母，而不是它们所代表含义的替换值，就需要用单引号将它们包含在内，对于预留字母也是如此，虽然它们没有确切的含义。一对单引号可以一次包含多个字母，而两个连续的单引号将输出一个单引号结果，双引号则需要转义后输出。对于26个字母之外的字符，可以放在一对单引号中，也可以直接书写。请看下面的例子：

Java代码

import java.text.SimpleDateFormat;

import java.util.Date;

public class Test {

public static void main(String[] args) {

Date now = new Date();

SimpleDateFormat df = new SimpleDateFormat(

"'YEAR': yyyy 'MONTH:' ''MM'' 'DAY:' \"dd\" ");

System.out.println(df.format(now));

}

运行结果：

1、YEAR: 2008 MONTH: '07' DAY: "22"

上面的一些例子中，将日期对象转换成一定格式的字符串输出，以得到符合我们习惯的较为友好的表现形式。还可以反过来，使用DateFormat类的parse(String source)方法将具有一定格式的字符串转换为一个Date对象，前提是利用前面讲到日期格式表达式语法为其找到一个合适的Pattern。例如：

Java代码

import java.text.ParseException;

import java.text.SimpleDateFormat;

import java.util.Date;

public class DateTest {

public static void main(String[] args) throws ParseException {

String s = "2008-08-08";

System.out.println("原始字符串：" + s);

String pattern = "yyyy-MM-dd";

System.out.println("对应表达式：" + pattern);

SimpleDateFormat df = new SimpleDateFormat(pattern);

Date date = df.parse(s);