使用.NET Framework中新的日期时间类型

概述

写下本文缘于前几天博客园一位朋友发表了一篇.NET面试题的文章，其中一个关于DateTime的问题引起了大家激烈的争论，鉴于日期时间类型是大家开发中会频繁使用的一个中数据类型，这里我们有必要来对.NET Framework中的日期时间类型做一个深入的认识。

从.NET Framework 1.0开始，就提供了DateTime类型来表示一个日期时间类型，它是一个结构类型，并且不可以为空，这在一定程度上给我们在往数据库中保存数据时带来了很大的麻烦，因为我们知道，在数据库中datatime类型是可以为Null的，为了解决这个问题，不得不经常使用DateTime.MinValue来表示，但这并不是我们想要的。幸运的是到了.NET Framework 2.0中，提供了可空类型，此时我们就可以使用Nullable<DateTime>来表示一个日期时间类型，它是可以为Null的，这给我们带来了极大的方便。

到了.NET Framework 3.5中，又为我们提供了一个全新的日期时间类型DateTimeOffset，它通常以相对于格林威治时间（GMT，Greenwich Mean Time）的日期和时间来表示，格林威治时间又被称为国际标准时间UTC（Universal Time Code）。除此之外，在.NET Framework中还为我们提供了TimeZone类用来表示时区，到了.NET Framework 3.5中，对TimeZone类进一步增强，提供了TimeZoneInfo类来表示世界上的任何时区。

在本文中，我们将对以上日期时间类型、时区类进行详细的介绍。

DateTime和DateTimeOffset

DateTime 值类型表示值范围在公元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 之间的日期和时间；DateTimeOffset包含一个DateTime 值以及一个名为Offset属性，该属性用于确定当前 DateTimeOffset 实例的日期和时间与UTC之间的差值，我们先来看一下这段代码的输出：

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

输出结果为：

可以看到，DateTime输出了日期和时间，DateTimeOffset类型不仅输出了日期和时间，还给出当前时间与UTC之间的差值。接下来我们再看一段代码，如何手工构造一个DateTime和DateTimeOffset实例：

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);
}

输出结果如下图所示：

转换DateTime为DateTimeOffset

通过上面的两个例子，大家应该对DateTimeOffset有了一个基本的认识，DateTimeOffset提供了比DateTime更高程度的时区识别能力，接下来我们看如何在DateTime和DateTimeOffset之间进行转换，开始之前我们先了解一下DateTimeKind枚举，在DateTime中提供了一个名为Kind的属性，它用来指示DateTime对象是表示本地时间、国际标准时间（UTC），还是既不指定为本地时间，也不指定为国际标准时间（UTC），DateTimeKind的定义如下：

public enum DateTimeKind
{
    Unspecified,
    Utc,
    Local
}

对于UTC 和本地DateTime值，得到的DateTimeOffset值的Offset属性准确反映UTC 或本地时区偏移量，如下面的代码将 UTC 时间转换为与之等效的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);
}

输出结果如下图所示：

再来写一个表示本地时间的转换，如下代码所示：

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);
}

输出结果如下图所示：

如果在转换时指定的时间是Unspecified，转换后产生的DateTimeOffset的值的偏移量将会为本地时区，如下代码所示：

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);
}

输出结果如下图所示，可以看到它产生的输出是本地时区：

这一点其实从DateTimeOffset的一个参数为DateTime的构造函数中就能够看出来，它只判断DateTime是否为UTC，否则就取当前本地时区的偏移量：

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

转换DateTimeOffset为DateTime

在转换一个DateTimeOffset类型为DateTime类型时，可以使用如下几个属性：

DateTime属性：返回一个指示为Unspecified的DateTime值；

UtcDateTime属性：返回一个指示为UTC的DateTime值，如果偏移量不为0，它会转换为UTC时间；

LocalDateTime属性：返回一个指示为Local的DateTime值。

这三个属性的在DateTimeOffset中的定义如下代码所示：

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属性中首先会获取UtcDateTime，然后调用ToLocalTime()将其转换为本地时间。我们现在来看一组测试代码：

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);
}

最后输出的结果如下图所示：

 

在DateTime和DateTimeOffset之间选择

上面说了这么多关于DateTime和DateTimeOffset类型，如何在DateTime和DateTimeOffset之间进行选择呢？从前面的示例中大家已经看到了，DateTime只可以表示UTC或者本地时区的时间，或者不确定的时区，这给我们应用程序的移植带来了极大的麻烦，除非你指定它表示的是UTC，否则在移植应用程序时会受到诸多的限制，例如下面这段最简单的代码：

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

    Console.WriteLine(date);
}

如果DateTime表示本地时区，那么应用程序在本地时区内移植是不会有问题的。但是如果你的应用程序需要对不同的时区都支持，建议在使用时尽量将DateTime的Kind属性设置为Utc，这一点尤其重要，否则就需要考虑使用DateTimeOffset类型。

与DateTime类型不同的是，DateTimeOffset它唯一的标识了一个明确的时间点，即时间值以及相对于UTC的偏移量，它并不依赖于某个特定的时区，在大多数情况下，应当考虑使用DateTimeOffset来代替DateTime类型。并且在SQL Server 2008中也已经提供了对于DateTimeOffset数据类型的支持，详细信息可以参考这篇文章《SQL Server 2008中的新日期数据类型》。

但是DateTimeOffset类型并不是完全用来代替DateTime类型，在应用程序只用到日期而不涉及时间，如出生日期，用DateTime类型是没有任何问题的。

时区支持

在.NET Framework 3.5之前，我们只能使用TimeZone来表示一个时区，但是Timezone功能很有限，它只能识别本地时区，可以在UTC和本地时间之间转换时间；而TimeZoneInfo 对TimeZone进行了很大的增强，它可以表示世界上的任意时区 。看下面一段代码：

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);
}

输出结果如下图所示：

 

TimeZone提供的属性和方法非常有限，TimeZoneInfo在这方面就显的非常丰富，我们可以使用TimeZoneInfo在两个不同的时区之间转换时间，如下面的代码：

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);
}

输出结果如下图所示：

 

这里使用FindSystemTimeZoneById方法来根据ID来获取时区。在推出TimeZoneInfo之后，在以后的开发中完全可以放弃TimeZone类了，TimeZoneInfo已经完全包含了它。

总结

本文介绍了.NET Framework中对于日期时间类型的支持，希望对大家有所帮助。