java - 如何将 Julian Day Numbers 与 Java Calendar API 一起使用？

Question

儒略日数是一种将时间戳记表示为自公元前 4713 年 1 月 1 日中午 UTC 以来的连续天数(和小数天数)的一种方式。 Java 7 SE API 不包含对这种格式的支持。使用过 SQLite 数据库的开发人员可能已经使用过 strftime() 函数提供的 native 儒略日支持。

将时间戳表示为儒略日数的优点包括:

• 日期和时间可以用原始数据类型( double )表示为毫秒精度
• 一年中的几天比一天中的几秒钟更具体
• 如果这种精度不重要，则可以避免“闰秒”的问题
• 计算日期之间的天数是微不足道的；排序优先级很容易确定
• 非常轻便

缺点

• Java 日期/时间 API 没有对 JDN 的内置支持
• 不适合非常精确的时间测量
• 仅为 UTC 定义并且必须从 UTC 映射到本地时间
• 不适合向最终用户展示；必须在显示前转换/格式化

儒略日数常用于天文计算，其定义已高度标准化并广为接受。同样，修改后的儒略日数字(从 1858 年 11 月 17 日午夜 UTC 开始计算)在航空航天应用中被标准定义和使用(参见 http://tycho.usno.navy.mil/mjd.html )。

对于广泛使用日期/时间算术或时间排序的应用程序(或者如果持久化轻量级原语比持久化时间戳更有吸引力)，在内部将日期和时间表示为 JDN 或 MJD 可能对您有意义。

以下代码定义的函数有助于将 Julian Day Numbers 或 Modified Julian Day Numbers 与 Java Date/Time/Calendar API 结合使用。该代码基于 Jean Meeus 的“天文算法”，第 1 版，1991 年发表的算法。

public class JulianDay {

    private static final int YEAR = 0;
    private static final int MONTH = 1;
    private static final int DAY = 2;
    private static final int HOURS = 3;
    private static final int MINUTES = 4;
    private static final int SECONDS = 5;
    private static final int MILLIS = 6;

    :
    :

    // Converts a timestamp presented as an array of integers in the following
    // order (from index 0 to 6): year,month,day,hours,minutes,seconds,millis
    // month (1-12), day (1-28 or 29), hours (0-23), min/sec (0-59) to a
    // Modified Julian Day Number.
    // For clarity and simplicity, the input values are assumed to be well-formed;
    // error checking is not implemented in the snippet.

    public static double toMJD(int[] ymd_hms) {

        int y = ymd_hms[YEAR];
        int m = ymd_hms[MONTH];
        double d = (double) ymd_hms[DAY];

        d = d + ((ymd_hms[HOURS] / 24.0) +
                 (ymd_hms[MINUTES] / 1440.0) +
                 (ymd_hms[SECONDS] / 86400.0) +
                 (ymd_hms[MILLIS] / 86400000.0));

        if (m == 1 || m == 2) {
            y--;
            m = m + 12;
        }

        double a = Math.floor(y / 100);
        double b = 2 - a + Math.floor(a / 4);

        return (Math.floor(365.25 * (y + 4716.0)) +
               Math.floor(30.6001 * (m + 1)) +
               d + b - 1524.5) - 2400000.5;  // for Julian Day omit the 2400000.5 term
    }

    // Converts an Modified Julian Day Number (double) to an integer array representing
    // a timestamp (year,month,day,hours,mins,secs,millis). Works for all positive JDN

    public static int[] toTimestamp(double mjd) {

        int ymd_hms[] = { -1, -1, -1, -1, -1, -1, -1 };
        int a, b, c, d, e, z;

        double jd = mjd + 2400000.5 + 0.5;  // if a JDN is passed as argument,
                                            // omit the 2400000.5 term
        double f, x;

        z = (int) Math.floor(jd);
        f = jd - z;

        if (z >= 2299161) {
            int alpha = (int) Math.floor((z - 1867216.25) / 36524.25);
            a = z + 1 + alpha - (int) Math.floor(alpha / 4);
        } else {
            a = z;
        }

        b = a + 1524;
        c = (int) Math.floor((b - 122.1) / 365.25);
        d = (int) Math.floor(365.25 * c);
        e = (int) Math.floor((b - d) / 30.6001);

        ymd_hms[DAY] = b - d - (int) Math.floor(30.6001 * e);
        ymd_hms[MONTH] = (e < 14)
                ? (e - 1)
                : (e - 13);
        ymd_hms[YEAR] = (ymd_hms[MONTH] > 2)
                ? (c - 4716)
                : (c - 4715);

        for (int i = HOURS; i <= MILLIS; i++) {
            switch(i) {
                case HOURS:
                    f = f * 24.0;
                    break;
                case MINUTES: case SECONDS:
                    f = f * 60.0;
                    break;
                case MILLIS:
                    f = f * 1000.0;
                    break;  
            }
            x = Math.floor(f);
            ymd_hms[i] = (int) x;
            f = f - x;
        }   

        return ymd_hms;
    }
}

这里也提供了这个答案:How can I convert between a Java Date and Julian day number? .在当前帖子中，提供了该算法的引用资料以及更多讨论。上述算法的实现也不包含任何 Java API 依赖项(数学函数除外)。

Answer 1

java.time

Java 8 和更高版本中内置的 java.time 框架取代了与最早版本的 Java 捆绑在一起的旧日期时间类。参见 Oracle Tutorial .许多功能已在 ThreeTen-Backport 中反向移植到 Java 6 和 7并在 ThreeTenABP 中进一步适配 Android .

java.time 类包括 java.time.temporal.JulianFields .此类提供了三种实现 TemporalField为仅 Julian 日期值(无时间)提供有限支持。所以你可以获得整数天数，而不是问题中请求的 double 。仔细阅读该类文档以确保它符合您的期望。请注意，与大多数其他 java.time 类不同，这些 Julian 类忽略任何与 UTC 的偏移量或时区信息(始终被视为本地日期)。

• JULIAN_DAY → 自第 0 天以来的所有天数，即儒略历公元前 4713 年 1 月 1 日 (-4713-11-24 Gregorian)。
• MODIFIED_JULIAN_DAY → 与 JULIAN_DAY 类似，但减去 2_400_000.5(基本上删除 Julian 日期数字的前两位)。请注意，此处的结果比上述项目的儒略日期数少一 (-1)。
• RATA_DIE → 与上面两项类似，它是从一个纪元开始的天数。但这里的纪元是 ISO 8601 0001-01-01 的日期。

在此示例中，我们从 1970-01-01 的 ISO 8601 日期开始。

LocalDate localDate = LocalDate.of ( 1970 , 1 , 1 );
long julianDate = JulianFields.JULIAN_DAY.getFrom ( localDate );
long modifiedJulianDate = JulianFields.MODIFIED_JULIAN_DAY.getFrom ( localDate );
long rataDie = JulianFields.RATA_DIE.getFrom ( localDate );

localDate: 1970-01-01 | julianDate: 2440588 | modifiedJulianDate: 40587 | rataDie: 719163

三十加分

ThreeTen-Extra项目是 future 可能添加到 java.time 的实验性试验场。名称来自JSR 310定义 java.time。

此库在其 Julian calendar system 中包含对 Julian 日期的额外支持(Chronology)。与 Java 8 中的支持一样，此库仅限于日期值(没有部分日期或时间)。

使用这个库你可以实例化JulianDate对象。

许多方法和功能供您在那里检查。