UNIX時間戳和北京時間的相互轉換

什麼是時間戳

準確的說，應該是unix時間戳，是從1970年1月1日（UTC/GMT的午夜）開始所經過的秒數，不考慮閏秒。一個小時表示爲UNIX時間戳格式爲：3600秒；一天表示爲UNIX時間戳爲86400秒，閏秒不計算。在很多API接口中，數據的更新時間並不是一個字符串，而是一個長整形數據，如1593003485，表示是北京時間2020-06-24 20:58:05。注意這裏直接換算出的是北京時間，如果用時間戳直接轉換的話，得到的時間UTC/GMT時間，和北京時間相差8個小時，在原始時間戳加上8個小時再進行轉換就是北京時間了。大部分時間戳是以秒爲單位的，有的時間戳是以毫秒爲單位的。

在線轉換工具：北京時間和UNIX時間戳在線轉換

下面介紹在Keil環境下，或者是C語言環境下，利用time.h頭文件中的兩個函數實現UNIX時間戳和標準北京時間之間的轉換方法。

頭文件time.h介紹

如果使用C庫函數進行轉換，使用之前先要包含對應的頭文件：

#include <time.h>

頭文件中有一個比較重要的結構體：

/* 時間戳類型，單位爲秒，與uint32_t類型一樣 */
typedef unsigned int time_t;     

struct tm {
    int tm_sec;   /* 秒鐘,範圍0-60,偶爾的閏秒 */
    int tm_min;   /* 分鐘,範圍0-59 */
    int tm_hour;  /* 小時,範圍0-23*/
    int tm_mday;  /* 日,範圍1-31 */
    int tm_mon;   /* 月份,範圍0-11 */
    int tm_year;  /* 年份,自從1900年 */
    int tm_wday;  /* 星期,範圍0-6 */
    int tm_yday;  /* 一年的第幾天,範圍0-365 */
    int tm_isdst; /* 夏令時標誌 */
};

這裏，我們要注意幾個時間的修正：

年份自1900算起，轉換爲實際年份，要+1900
月份範圍0-11，轉換爲實際月份，要+1
星期範圍0-6，轉換爲實際星期，要+1

三個函數：

struct tm * localtime(const time_t *);
給定一個毫秒級時間戳，返回時間結構體

time_t mktime(struct tm *);
給定一個初始化完成的時間結構體，返回一個毫秒級時間戳，
轉換時不考慮tm結構的tm_wday和tm_yday，僅用tm_mday來決定日期。

size_t strftime(char *strDest, size_t maxsize, const char *format, const struct tm *timeptr);
給定一個時間結構體，格式化輸出字符串，格式化字符可參考
https://baike.baidu.com/item/strftime

示例：
char str[100];
strftime(str, 100, "%F %T", time);  /* 2020-07-01 02:16:51 */
strftime(str, 100, "%m-%d %H:%M", time);  /* 06-30 22:16 */
printf("%s\n", str);

UNIX時間戳轉北京時間

輸入毫秒級時間戳，調用系統函數，把時間戳轉換爲UTC時間，爲了得到北京時間，在轉換之前要先加上8個小時的補償時間：

#include "time.h"
.....
int main(void)
{
    char str[100];
    struct tm *time;
    uint16_t year, yday;
    uint8_t month, day, week, hour, minute, second;
    time_t timestamp = 1592932611;  /*北京時間2020-06-24 01:16:51*/
/*
	幾個用於測試的時間戳和北京時間對應
	1592932611 = 2020-06-24 01:16:51(北京時間) 
	1593541011 = 2020-07-01 02:16:51
	1593526611 = 2020-06-30 22:16:51
*/    

    uart_init(115200);	/*printf通過串口輸出*/
    /* 北京時間補償 */
    timestamp += 8*60*60;
	/* 調用系統函數 */
    time = localtime(&timestamp);
	
	year = time->tm_year;   /* 自1900年算起 */
    month = time->tm_mon;   /* 從1月算起，範圍0-11 */
    week = time->tm_wday;   /* 從週末算起，範圍0-6 */
    yday = time->tm_yday;  /* 從1月1日算起，範圍0-365 */
    day = time->tm_mday;    /* 日: 1-31 */
    hour = time->tm_hour;   /* 小時:0-23點,UTC+0時間 */
    minute = time->tm_min;  /* 分鐘:0-59 */
    second = time->tm_sec;  /* 0-60，偶爾出現的閏秒 */
    
    /* 時間校正 */
    year += 1900;
    month += 1;
    week += 1;
    
    printf("UNIX時間戳:%d\r\n", timestamp);
    printf("日期:%d-%d-%d 第%d天 星期%d 時間:%d:%d:%d\r\n",
        year, month, day, yday, week, hour, minute, second);
	
	/* 格式化時間字符串 */
    strftime(str, 100, "%F %T", time);  /* 2020-07-01 02:16:51 */
//    strftime(str, 100, "%m-%d %H:%M", time);  /* 06-30 22:16 */
    printf("%s\r\n", str);

    while(1)
    {
        ;
    }
}

運行結果：

北京時間轉UNIX時間戳

給定北京時間：2020-06-24 01:16:51，輸出時間戳1592932611，北京時間先轉爲UTC8時間戳，再去掉8個小時，轉爲標準的UNIX時間戳。

#include "time.h"
.....

int main(void)
{
    struct tm time;
    time_t timestamp;
    
    /* 2020-6-25 19:11:50 */
    uint16_t str[6] = {2020, 6, 25, 19, 11, 50};
    
    uart_init(115200);	/*printf通過串口輸出*/
    
    time.tm_year = str[0] - 1900;	/* 年份修正 */
    time.tm_mon = str[1] - 1;		/* 月份修正 */
    time.tm_mday = str[2];
    time.tm_hour = str[3];
    time.tm_min = str[4];
    time.tm_sec = str[5];
    
    /* 去掉北京時間8個小時 */
    timestamp = mktime(&time) - 8*60*60;	
    /*1593083510 = 2020-6-25 19:11:50*/
    printf("%d\r\n", timestamp);    
  
    while(1)
    {
        ;
    }
}

寫成函數和調用示例

#include "usart.h"
#include "time.h"

/* 定義結構體，時間爲北京時間格式 */
typedef struct{
    uint16_t year;
    uint8_t month;
    uint8_t day;
    uint8_t hour;
    uint8_t minute;
    uint8_t second;
}bj_time;

bj_time timestamp_to_bj_time(time_t timestamp);
time_t bj_time_to_timestamp(bj_time time);

int main(void)
{
    time_t timestamp;
    bj_time time;
    
    uart_init(115200);
    
    timestamp = 1593083510;
    printf("%d\r\n", timestamp);
    
    /* 時間戳轉北京時間 */
    time = timestamp_to_bj_time(timestamp);
    /* 2020-6-25 19:11:50 */
    printf("%d-%d-%d %d:%d:%d\r\n",
        time.year, time.month, time.day, time.hour, time.minute, time.second);
    
    /* 北京時間轉時間戳 */
    timestamp = bj_time_to_timestamp(time);
    printf("%d\r\n", timestamp);
    
    while(1)
    {
        ;
    }
}


bj_time timestamp_to_bj_time(time_t timestamp)
{
    bj_time time;
    
    struct tm *t;
    
    /* 加上8個小時 */
    timestamp += 8*60*60;
    t = localtime(&timestamp);
    
    /* 日期修正 */
    time.year = t->tm_year + 1900;
    time.month = t->tm_mon + 1;
    time.day = t->tm_mday;
    time.hour = t->tm_hour;
    time.minute = t->tm_min;
    time.second = t->tm_sec;
    
    return time;
}

time_t bj_time_to_timestamp(bj_time time)
{
    struct tm t;
    time_t timestamp = 0;
    
    /* 日期修正 */
    t.tm_year = time.year - 1900;
    t.tm_mon = time.month - 1;
    t.tm_mday = time.day;
    t.tm_hour = time.hour;
    t.tm_min = time.minute;
    t.tm_sec = time.second;

    timestamp = mktime(&t) - 8*60*60;
    return timestamp;
}

運行結果：