使用.NET Framework中新的日期時間類型

本文首發博客園，作者TerryLee，原文地址：使用.NET Framework中新的日期時間類型

概述

寫下本文緣於前幾天博客園一位朋友發表了一篇.NET面試題的文章，其中一個關於DateTime的問題引起了大家激烈的爭論，鑑於日期時間類型是大家開發中會頻繁使用的一箇中數據類型，這裏我們有必要來對.NET Framework中的日期時間類型做一個深入的認識。

從.NET Framework 1.0開始，就提供了DateTime類型來表示一個日期時間類型，它是一個結構類型，並且不可以爲空，這在一定程度上給我們在往數據庫中保存數據時帶來了很大的麻煩，因爲我們知道，在數據庫中datatime類型是可以爲Null的，爲了解決這個問題，不得不經常使用DateTime.MinValue來表示，但這並不是我們想要的。幸運的是到了.NET Framework 2.0中，提供了可空類型，此時我們就可以使用Nullable<DateTime>來表示一個日期時間類型，它是可以爲Null的，這給我們帶來了極大的方便。

到了.NET Framework 3.5中，又爲我們提供了一個全新的日期時間類型DateTimeOffset，它通常以相對於格林威治時間（GMT，Greenwich Mean Time）的日期和時間來表示，格林威治時間又被稱爲國際標準時間UTC（Universal Time Code）。除此之外，在.NET Framework中還爲我們提供了TimeZone類用來表示時區，到了.NET Framework 3.5中，對TimeZone類進一步增強，提供了TimeZoneInfo類來表示世界上的任何時區。

在本文中，我們將對以上日期時間類型、時區類進行詳細的介紹。

DateTime和DateTimeOffset

DateTime 值類型表示值範圍在公元0001 年1 月1 日午夜12:00:00 到公元9999 年12月31日晚上11:59:59 之間的日期和時間；DateTimeOffset包含一個DateTime 值以及一個名爲Offset屬性，該屬性用於確定當前 DateTimeOffset 實例的日期和時間與UTC之間的差值，我們先來看一下這段代碼的輸出：

static void Main(string[] args)
{
    Console.WriteLine(DateTime.Now);
    Console.WriteLine(DateTimeOffset.Now);
}

輸出結果爲：

可以看到，DateTime輸出了日期和時間，DateTimeOffset類型不僅輸出了日期和時間，還給出當前時間與UTC之間的差值。接下來我們再看一段代碼，如何手工構造一個DateTime和DateTimeOffset實例：

static void Main(string[] args)
{
    DateTime dateA = new DateTime(2008,8,26,23,1,48);
    DateTimeOffset dateB = new DateTimeOffset(2008, 8, 26, 23, 1, 48,
        new TimeSpan(4,0,0));
    Console.WriteLine(dateA);
    Console.WriteLine(dateB);
}

輸出結果如下圖所示：

轉換DateTime爲DateTimeOffset

通過上面的兩個例子，大家應該對DateTimeOffset有了一個基本的認識，DateTimeOffset提供了比DateTime更高程度的時區識別能力，接下來我們看如何在DateTime和DateTimeOffset之間進行轉換，開始之前我們先了解一下DateTimeKind枚舉，在DateTime中提供了一個名爲Kind的屬性，它用來指示DateTime對象是表示本地時間、國際標準時間（UTC），還是既不指定爲本地時間，也不指定爲國際標準時間（UTC），DateTimeKind的定義如下：

public enum DateTimeKind
{
    Unspecified,
    Utc,
    Local
}

對於UTC 和本地DateTime值，得到的DateTimeOffset值的Offset屬性準確反映UTC 或本地時區偏移量，如下面的代碼將 UTC 時間轉換爲與之等效的DateTimeOffset值：

static void Main(string[] args)
{
    DateTime dateA = new DateTime(2008,8,24,23,33,58);
    DateTime dateB = DateTime.SpecifyKind(dateA, DateTimeKind.Utc);
    DateTimeOffset dateC = dateB;
    Console.WriteLine(dateB);
    Console.WriteLine(dateC);
}

輸出結果如下圖所示：

再來寫一個表示本地時間的轉換，如下代碼所示：

static void Main(string[] args)
{
    DateTime dateA = new DateTime(2008, 8, 24, 23, 33, 58);
    DateTime dateB = DateTime.SpecifyKind(dateA, DateTimeKind.Local);
    DateTimeOffset dateC = dateB;
    Console.WriteLine(dateB);
    Console.WriteLine(dateC);
}

輸出結果如下圖所示：

如果在轉換時指定的時間是Unspecified，轉換後產生的DateTimeOffset的值的偏移量將會爲本地時區，如下代碼所示：

static void Main(string[] args)
{
    DateTime dateA = new DateTime(2008, 8, 24, 23, 33, 58);
    DateTime dateB = DateTime.SpecifyKind(dateA, DateTimeKind.Unspecified);
    DateTimeOffset dateC = dateB;
    Console.WriteLine(dateB);
    Console.WriteLine(dateC);
}

輸出結果如下圖所示，可以看到它產生的輸出是本地時區：

這一點其實從DateTimeOffset的一個參數爲DateTime的構造函數中就能夠看出來，它只判斷DateTime是否爲UTC，否則就取當前本地時區的偏移量：

public DateTimeOffset(DateTime dateTime) { 
    TimeSpan offset;
    if (dateTime.Kind != DateTimeKind.Utc) {
        // Local 和 Unspecified 都轉換爲Local
        offset = TimeZone.CurrentTimeZone.GetUtcOffset(dateTime); 
    }
    else { 
        offset = new TimeSpan(0); 
    }
    m_offsetMinutes = ValidateOffset(offset); 
    m_dateTime = ValidateDate(dateTime, offset);
}

轉換DateTimeOffset爲DateTime

在轉換一個DateTimeOffset類型爲DateTime類型時，可以使用如下幾個屬性：

DateTime屬性：返回一個指示爲Unspecified的DateTime值；

UtcDateTime屬性：返回一個指示爲UTC的DateTime值，如果偏移量不爲0，它會轉換爲UTC時間；

LocalDateTime屬性：返回一個指示爲Local的DateTime值。

這三個屬性的在DateTimeOffset中的定義如下代碼所示：

public DateTime DateTime {
    get { 
        return ClockDateTime;
    }
}
public DateTime UtcDateTime {
    get { 
        return DateTime.SpecifyKind(m_dateTime, DateTimeKind.Utc); 
    }
} 
public DateTime LocalDateTime {
    get {
        return UtcDateTime.ToLocalTime(); 
    }
}

可以看到，在LocalDateTime屬性中首先會獲取UtcDateTime，然後調用ToLocalTime()將其轉換爲本地時間。我們現在來看一組測試代碼：

static void Main(string[] args)
{
    DateTimeOffset basic = new DateTimeOffset(2008, 8, 24, 23, 33, 58,
            new TimeSpan(8,0,0));
    DateTime dateA = basic.DateTime;
    DateTime dateB = basic.LocalDateTime;
    DateTime dateC = basic.UtcDateTime;
    Console.WriteLine(basic);
    Console.WriteLine("--------------------------");
    Console.WriteLine("Unspecified DateTime:" + dateA);
    Console.WriteLine("Local DateTIme:" + dateB);
    Console.WriteLine("UTC DateTime:" + dateC);
}

最後輸出的結果如下圖所示：

在DateTime和DateTimeOffset之間選擇

上面說了這麼多關於DateTime和DateTimeOffset類型，如何在DateTime和DateTimeOffset之間進行選擇呢？從前面的示例中大家已經看到了，DateTime只可以表示UTC或者本地時區的時間，或者不確定的時區，這給我們應用程序的移植帶來了極大的麻煩，除非你指定它表示的是UTC，否則在移植應用程序時會受到諸多的限制，例如下面這段最簡單的代碼：

static void Main(string[] args)
{
    DateTime date = DateTime.Now;
    Console.WriteLine(date);
}

如果DateTime表示本地時區，那麼應用程序在本地時區內移植是不會有問題的。但是如果你的應用程序需要對不同的時區都支持，建議在使用時儘量將DateTime的Kind屬性設置爲Utc，這一點尤其重要，否則就需要考慮使用DateTimeOffset類型。

與DateTime類型不同的是，DateTimeOffset它唯一的標識了一個明確的時間點，即時間值以及相對於UTC的偏移量，它並不依賴於某個特定的時區，在大多數情況下，應當考慮使用DateTimeOffset來代替DateTime類型。並且在SQL Server 2008中也已經提供了對於DateTimeOffset數據類型的支持，詳細信息可以參考這篇文章《SQL Server 2008中的新日期數據類型》。

但是DateTimeOffset類型並不是完全用來代替DateTime類型，在應用程序只用到日期而不涉及時間，如出生日期，用DateTime類型是沒有任何問題的。

時區支持

在.NET Framework 3.5之前，我們只能使用TimeZone來表示一個時區，但是Timezone功能很有限，它只能識別本地時區，可以在UTC和本地時間之間轉換時間；而TimeZoneInfo 對TimeZone進行了很大的增強，它可以表示世界上的任意時區。看下面一段代碼：

static void Main(string[] args)
{
    TimeZone timeZoneA = TimeZone.CurrentTimeZone;
    Console.WriteLine(timeZoneA.StandardName);
    TimeZoneInfo timeZoneB = TimeZoneInfo.Local;
    Console.WriteLine(timeZoneB.StandardName);
    TimeZoneInfo timeZoneC = TimeZoneInfo.Utc;
    Console.WriteLine(timeZoneC.StandardName);
}

輸出結果如下圖所示：

TimeZone提供的屬性和方法非常有限，TimeZoneInfo在這方面就顯的非常豐富，我們可以使用TimeZoneInfo在兩個不同的時區之間轉換時間，如下面的代碼：

static void Main(string[] args)
{
    DateTimeOffset chinaDate = DateTimeOffset.Now;
    DateTimeOffset easternDate = TimeZoneInfo.ConvertTime(
        chinaDate,
        TimeZoneInfo.FindSystemTimeZoneById("Eastern Standard Time"));
    Console.WriteLine("Now: {0}", chinaDate);
    Console.WriteLine("Now in Eastern: {0}", easternDate);
}