C++：将 Unix 时间转换为非本地时区答案

【问题标题】：C++: converting Unix time to non-local timezoneC++：将 Unix 时间转换为非本地时区
【发布时间】：2018-01-17 16:54:17
【问题描述】：

我正在尝试将time_t 变量中保存的时间转换为某个时区中的struct tm*，该时区不是本地时区。

在this post 的基础上，讨论了从struct tm* 到time_t 的逆运算，我编写了以下函数：

struct tm* localtime_tz(time_t* t, std::string timezone) {

  struct tm* ret;
  char* tz;

  tz = std::getenv("TZ"); // Store currently set time zone                                                                                                                           

  // Set time zone                                                                                                                                                                   
  setenv("TZ", timezone.c_str(), 1);
  tzset();

  std::cout << "Time zone set to " << std::getenv("TZ") << std::endl;

  ret = std::localtime(t); // Convert given Unix time to local time in time zone                                                                                                     
  std::cout << "Local time is: " << std::asctime(ret);
  std::cout << "UTC time is: " << std::asctime(std::gmtime(t));

  // Reset time zone to stored value                                                                                                                                                 
  if (tz)
    setenv("TZ", tz, 1);
  else
    unsetenv("TZ");
  tzset();

  return ret;

}

但是，转换失败，我得到了

Time zone set to CEST
Local time is: Wed Aug  9 16:39:38 2017
UTC time is: Wed Aug  9 16:39:38 2017

即本地时间设置为 UTC 时间，而不是 CEST 的 UTC+2。

【问题讨论】：

标签： c++ time timezone posix

【解决方案1】：

date等工具显示的时区缩写不是时区名称。 IANA 时区数据库使用相关区域内的主要城市。原因是缩写不是唯一的，而且它们没有传达足够的信息来转换过去的日期，因为地点会切换时区。

此外，POSIX 指定必须以特定方式解析 TZ 变量，并且它几乎建议像 UTC 一样处理裸时区缩写（但使用不同的缩写）。

您必须使用实际的时区名称，例如 Europe/Berlin，或 POSIX 时区说明符，例如 CET-1CEST。

【讨论】：

【解决方案2】：

如果有人想以线程安全的方式执行此操作（无需设置诸如环境变量之类的全局变量），我将提供额外的答案。此答案需要 C++11（或更好）和Howard Hinnant's free, open-source timezone library，已移植到 linux、macOS 和 Windows。

这个库建立在<chrono> 之上，将其扩展到日历和时区。可以通过该库与 C 计时 API（例如 struct tm）进行交互，但此类设施并未内置于库中。该库使 C API 变得不必要，除非您必须与使用 C API 的其他代码交互。

例如，有一种称为date::zoned_seconds 的类型将system_clock::time_point（seconds 精度除外）与date::time_zone 结合起来，以在任意时区创建本地时间。作为described in more detail here，以下是将zoned_seconds 转换为std::tm 的方法：

std::tm
to_tm(date::zoned_seconds tp)
{
    using namespace date;
    using namespace std;
    using namespace std::chrono;
    auto lt = tp.get_local_time();
    auto ld = floor<days>(lt);
    time_of_day<seconds> tod{lt - ld};  // <seconds> can be omitted in C++17
    year_month_day ymd{ld};
    tm t{};
    t.tm_sec  = tod.seconds().count();
    t.tm_min  = tod.minutes().count();
    t.tm_hour = tod.hours().count();
    t.tm_mday = unsigned{ymd.day()};
    t.tm_mon  = unsigned{ymd.month()} - 1;
    t.tm_year = int{ymd.year()} - 1900;
    t.tm_wday = unsigned{weekday{ld}};
    t.tm_yday = (ld - local_days{ymd.year()/jan/1}).count();
    t.tm_isdst = tp.get_info().save != minutes{0};
    return t;
}

使用此构建块，将time_t 转换为任意时区的tm 几乎变得微不足道（无需设置全局）：

std::tm
localtime_tz(time_t t, const std::string& timezone)
{
    using namespace date;
    using namespace std::chrono;
    return to_tm({timezone, floor<seconds>(system_clock::from_time_t(t))});
}

如果您使用的是 C++17，则可以删除 using namespace date，因为 floor<seconds> 将完全在 namespace std::chrono 中提供。

上面的代码从stringtimezone创建了一个zoned_seconds，并从time_tt派生了一个system_clock::time_point。 zoned_seconds 在概念上是 pair<time_zone, system_clock::time_point>，但具有任意精度。它也可以被认为是pair<time_zone, local_time>，因为time_zone 知道如何在UTC 和本地时间之间进行映射。所以上面大部分用户编写的代码只是从zoned_seconds中提取本地时间并将其放入struct tm中。

上面的代码可以这样执行：

auto tm = localtime_tz(time(nullptr), "America/Anchorage");

如果您不需要tm 中的结果，而是可以保留在<chrono> 系统中，则timezone library 中有非常好的功能用于解析和格式化zoned_seconds，例如：

cout << zoned_seconds{"America/Anchorage", floor<seconds>(system_clock::now())} << '\n';

样本输出：

2017-08-10 16:50:28 AKDT

【讨论】：