取而代之!以后不用再newDate()了

Date背景

众所周知,在 1995 年,Brendan(JavaScript之父) 被网景公司安排了一个巨大而紧急的工作任务,用 10 天的时间来编写 JavaScript 语言。而 日期处理 是几乎所有编程语言的基本部分,所以JavaScript 也必须拥有它。

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这是一个非常复杂的领域,但留给作者编写它的时间却很短。最终 Brendan 选择了借鉴当时红极一时的 java 语言,从java.Util.Date日期实现中复制了 Javascript 的日期对象。坦率地说,这个实现很糟糕。事实上 Java 在两年后的 1.1 版本中就弃用和替换这种实现。然而 20 年后,我们仍然在 JavaScript 编程语言中使用这个 API。

Date存在的问题

  • 不支持除用户本地时间以外的时区

不支持开发人员通过 API 来切换时区信息。

  • 解析器行为不可靠以至于无法使用
new Date();  
new Date(value);
new Date(dateString);
new Date(year, monthIndex [, day [, hours [, minutes [, seconds [, milliseconds]]]]]);

开发人员常常因为输入的参数格式问题,引发时间错误,导致程序崩溃。比如输入 ('2022-02-22') 和 (2022,02,22) 得到的结果却不同,

  • 计算 API 缺失

涉及时间的运算逻辑通常都需要开发人员自己去写,比如比较两个时间的长短,时间之间的加减运算,没有自己的计算API

  • 不支持非公历

除了全球通用的公历外,无法使用各国的自己的历法。比如中国的农历

Temporal的诞生

为了弥补 Date 的缺陷,很多程序员着手开发一些开源的库来绕过对 Date 的直接使用,比较优秀的npm库如 date.js 、moment.js,但 Date 的问题始终困扰着 Javascript 这门语言的进一步发展,于是 TC39 组织开始了对 Date 的升级改造,他们找到了 moment.js 库的作者,Maggie ,由她来担任新特性 Temporal的主力设计。

感兴趣的同学可以去博客[1]阅读更多细节,该网页的控制台已经支持Temporal 对象或者在本地运行,安装Temporal的  polyfill

$ npm install @js-temporal/polyfill
import { Temporal} from '@js-temporal/polyfill';

Temporal是一个全局对象,像 Math 、Promise 一样位于顶级命名空间中,为 Javascript 语言带来了现代化的日期、时间接口。

如图所示,一个全面的Temporal包含三个部分:

绿色区域为 ISO 8601 格式的 日期和时间;

黄色区域为时区(日本东京);

红色区域为日历(日本历法);

ISO 8601格式:国际通用时间格式,T用来分割日期(2020-08-05)和时间(20:06:13),“+”或者“-”分别代表东时区和西时区。+09:00,代表东九区。

对比 Date

new Date()
//Fri Jan 28 2022 17:03:11 GMT+0800 (中国标准时间)

Date 采用 GMT格式(旧的时间表示格式) 的时间,使用方面不如 ISO 8601 通用,同时不包含 时区和历法。

Temporal各种类型介绍

推翻重新设计的Temporal,包含5种主要 类型,每个类型负责不同的功能,类型之间还可以相互进行转换。

学会了这5种类型的 功能 以及类型的之间的 关系 ,就基本掌握了Temporal。

下面是Temporal各种类型的功能与转换关系图,非常重要,十分有利于我们全面理解和使用Temporal,下文将逐步讲解。

ZonedDateTime

定义:最全面的Temporal类型,与时区和日历都有关联。表示从地球上特定区域的角度来看,在特定时刻发生的事。

使用场景:在北京时间的 2008年5月12日14时28分4秒发生汶川大地震,或者 在 纽约时间的 2008年5月12日01时28分4秒发生了汶川大地震。

如何获得一个 ZonedDateTime 类型?

不仅是获得一个 ZonedDateTime 类型,其实所有的  Temporal 类型都是一样的获取途径。通常有两种方法获得,分别是 new 构造函数(),和from方法。

  • new 构造函数()方式

参数:(纳秒数,时区,日历),不同类型要求的参数不同。

纳秒数:从 Unix 纪元(1970 年 1 月 1 日午夜 UTC)计算,所经过的纳秒数,单位为bigint

时区,日期:可以是字符串,也可以是 Temporal 类型。

new Temporal.ZonedDateTime(0n, 'Asia/Shanghai', 'chinese');  
//Temporal.ZonedDateTime <1970-01-01T08:00:00+08:00[Asia/Shanghai][u-ca=chinese]>

通常每个Temporal类型的都有toString()方法,覆盖了Object.prototype.toString()方法,作用是通过一个字符串表示Temporal。

调用 toString() 用字符串来表达,方便阅读。

new Temporal.ZonedDateTime(0n, 'Asia/Shanghai', 'chinese').toString();  
//1970-01-01T08:00:00+08:00[Asia/Shanghai][u-ca=chinese]

这个 ZonedDateTime 的类型含义为,从北京时间看,unix纪元 起始时间为 1970-01-01T08:00:00+08:00,而非1970-01-01T00:00:00+00:00

  •  from()形式获得一个 Temporal 类型

from()的参数更为多样,同时支持 溢出处理 (下文有讲解),所以通常作为首选方法。通常作为获得一个 Temporal 类型的首选方法。

接受字符串

Temporal.ZonedDateTime.from('2022-02-28T00:00:00+08:00[Asia/Shanghai]').toString();  
//2022-02-28T00:00:00+08:00[Asia/Shanghai]

or

接受对象,({时区,日期,日历},options)

options 代表 容错机制 配置,即可以处理输入的日期溢出问题,有两种配置选项,{ overflow: 'constrain' }:自动处理溢出。{ overflow: 'reject' },日期溢出则报错。

比如下面例子中,2022年2月一共28天,如果选择了 constrain 配置,输入日期超过了会进行溢出处理,即匹配最接近的存在值。

//输入 31 天,得到 28 天
Temporal.ZonedDateTime.from({ timeZone: 'Asia/Shanghai', year: 2022, month: 2, day: 31}, { overflow: 'constrain' }).toString();
//2022-02-28T00:00:00+08:00[Asia/Shanghai]

选择 reject 配置,日期超出则报错。

Temporal.ZonedDateTime.from({ timeZone: 'Asia/Shanghai', year: 2022, month: 2, day: 31}, { overflow: 'reject' }).toString();  
//RangeError: value out of range: 1 <= 31 <= 28

Instant

定义:负责单个时间点(称为 “精确时间” ),精度以纳秒为单位。不存在时区和日历信息。

使用场景:2020-01-23T17:04:36.491865121-08:00,只用来表达一个瞬间的时间,没有其他意义。

获得一个 Instant 类型

new Temporal.Instant( bigint )

bigint:纳秒数,从 Unix 纪元(1970 年 1 月 1 日午夜 UTC)计算,所经过的纳秒数,单位为bigint。

new Temporal.Instant(1553906700000000000n);
//2019-03-30T00:45:00Z
new Temporal.Instant(0n);
//1970-01-01T00:00:00Z
new Temporal.Instant(-2208988800000000000n);
//1900-01-01T00:00:00Z

Z 在 ISO 8601 时间格式表示,没有时区关联。

Temporal.Instant.from(thing: any)

from方法在生成 Instant 时,会考虑时区的偏差。

Temporal.Instant.from('2019-03-30T01:45:00+01:00[Europe/Berlin]');  
Temporal.Instant.from('2019-03-30T01:45+01:00');
Temporal.Instant.from('2019-03-30T00:45Z');

虽然前两个携带了时区信息,但获取到的Instant 时间值相同,三个都是 2019-03-30T00:45Z。

Plain XX系列

负责 Temporal 的 日历日期 (xx年xx月xx日) 和 钟表时间 (xx点xx分xx秒)表达,不涉及时区,

使用场景:日历日期:小红的生日是农历 每年3月25。钟表时间:现在是下午2:00

对比 Instant,双方的 使用场景 不同, 内部的属性 也不同,Instant 不包含时区和日期,Plain XX 系列则包含日历。

Plain XX系列包含 5种 类型,覆盖最广的 PlainDateTime 包含日期和时间,还有只包含日期的 Plaindate 和只包含时间的 Plaintime。日期类型里,还有分类更精细的PlainYearMonth(年月)和 PlainMonthDay(月天)

以 PlainDateTime 举例,其他的类同。

获取一个 PlainDateTime

new Temporal.PlainDateTime(year,month,day...)

参数以 年 -> 纳秒 顺序排列,其中 年 月 日,为必填项,其余选填。

new Temporal.PlainDateTime(2020, 3, 14, 13, 37)
//2020-03-14T13:37:00

Temporal.PlainDateTime.from()

Temporal.PlainDateTime.from({ year: 2001, month: 1, day: 1, hour: 25 ,calendar:'chinese'}, { overflow: 'constrain' }).toString()
//2001-01-24T23:00:00[u-ca=chinese]

TimeZone

定义:负责 Temporal 时区的相关信息。

例子:北京时区,东八区,不单独使用,通常结合其他类型搭配。

获取一个 TimeZone 类型

new Temporal.TimeZone(string)

string:对一个时区的描述

//东八区,即北京时间
new Temporal.TimeZone('8:00');
//直接字符串描述,前提是 Temporal 内部有定义
new Temporal.TimeZone('Asia/Shanghai');
//Asia/Shanghai

from同理

Temporal.TimeZone.from('Asia/Shanghai');
//Asia/Shanghai

在和其他类型搭配时,可以直接使用字符串(“Asia/Shanghai”),或者 Temporal.TimeZone对象

例子:

获取一个 ZonedDateTime 类型,设置时区时,使用 Temporal.TimeZone 对象。

new Temporal.ZonedDateTime(0n, Temporal.TimeZone.from('Asia/Shanghai'));  
//1970-01-01T08:00:00+08:00[Asia/Shanghai]
等价于
new Temporal.ZonedDateTime(0n, 'Asia/Shanghai'));

Calendar

定义:负责 Temporal 的日历系统。

例子:中国农历。不单独使用,结合其他类型搭配。

获取一个 Calendar 类型

同 TimeZone 类同,new Calendar(string) 或者 Temporal.Calendar.from(string)

new Temporal.Calendar('chinese').toString();
//chinese
Temporal.Calendar.from('chinese').toString();
//chinese

Calendar 类型不会单独使用,要配合其他带有 日历属性 的类型使用。

如上所述,在 Temporal 里,包含 日历属性 的有 plainXX系列 和 ZonedDateTime

这两种类型的原型上有一个 withCalendar的方法,用来设置该日期的日历属性。

例子:

plainXX系列 添加日历属性

没有添加日历属性前
Temporal.PlainDate.from('2019-02-06');
//2019-02-06
添加日历属性后
Temporal.PlainDate.from('2019-02-06').withCalendar('chinese');
//2019-02-06[u-ca=chinese]

ZonedDateTime 添加日历属性

没有添加日历属性前
Temporal.ZonedDateTime.from('2022-02-28T00:00:00+08:00[Asia/Shanghai]')
//2022-02-28T00:00:00+08:00[Asia/Shanghai]
添加日历属性后
Temporal.ZonedDateTime.from('2022-02-28T00:00:00+08:00[Asia/Shanghai]').withCalendar('chinese')
//2022-02-28T00:00:00+08:00[Asia/Shanghai][u-ca=chinese]

Duration

定义:表示一段持续时间,并且这段时间可以用来进行 算术。

使用场景:两段时间,一小时一分钟 和 一小时十分钟 ,可以转换 Duration 类型,再进行时间的长度比较,从而得知前者的时长 小于 后者。

Duration 并非像 Date 的 时间戳 形式那样表达一段时间,而是根据 ISO 8601 表示法生成一个 字符串 来表达一段时间。

简而言之,ISO 8601 表示法的首字母 必须 由 P 开头,后跟日期,年、月、周和日 再由 T 字母进行分割,后跟时间,小时、分钟、 秒。

一个 Duration 字符串可以缺失 年 / 月 / 周 / 日 / 小时 / 分 / 秒 中的任意一个,但必须包含首字母 P,如果同时有 小时 / 分 / 秒,则必须包含字母 T。

举例:

一年: P1Y,必须保留 P ,没有时间信息,不用加 T来分割。

一分钟: PT1M,必须保留 P ,有时间信息,则加 T来分割日期和时间

一些Duration 的字符串表达练习

获得一个 Duration 类型

new Temporal.Duration()

参数:年 => 纳秒,全部可选,非必填。需要按照顺序输入,某单位空缺则输入 undefined 或者 0。

new Temporal.Duration(1, 2, 3, 4, 5, 6, 7, 987, 654, 321);  
// P1Y2M3W4DT5H6M7.987654321S
//中文翻译 => 1年2月3周4天5小时6分钟7秒987毫秒654微秒321纳秒
new Temporal.Duration(0, 0, 0, 40);
// P40D 中文翻译 => 40天
Temporal.Duration.from(undefined, undefined, undefined, 40);
// P40D
new Temporal.Duration();
// PT0S

了解了 Duration的字符串含义以及怎么生成一个 Duration后,可以用其进行一些 日期与时间 的计算与运算。

比对 日期或时间 的长度大小

调用 Duration 原型上的 compare 方法。返回值:-1, 0, 1

one = Temporal.Duration.from({ hours: 79, minutes: 10 });//PT1H10M
two = Temporal.Duration.from({ days: 3, hours: 7, seconds: 630 });//P3DT7H630S
Temporal.Duration.compare(one,two)
//-1

返回-1,则 one 比 two 的时间短

返回0,则 one 比 two 的时间一样

返回-1,则 one 比 two 的时间长

事实上,除了 Timezone 和 Calendar 类型外,所有具备日期和时间属性的类型都可以进行算术

如 PlainDateTime 类型:

one = Temporal.PlainDateTime.from('1995-12-07T03:24');
two = Temporal.PlainDateTime.from('1995-12-07T01:24');
Temporal.PlainDateTime.compare(two,two)

//1

日期或时间的 加减运算。

加法:

Temporal.Duration.from('PT1H'); //PT1H
hour.add({ minutes: 30 });
// => PT1H30M

减法:

hourAndAHalf = Temporal.Duration.from('PT1H30M'); //PT1H30M
hourAndAHalf.subtract({ hours: 1 }); // => PT30M

同样,这些算术除了除了 Timezone 和 Calendar 类型外,其他类型都适用。

如 PlainDateTime 类型:

dt = Temporal.PlainDateTime.from('1995-12-07T03:24:30.000003500');  
dt.add({ years: 20, months: 4, nanoseconds: 500 });
// => 2016-04-07T03:24:30.000004

Temporal类型之间的转换

Temporal的各种类型,除了完成自身的功能外,还可以 类型转换。

再次回看这个类型关系图,左侧黄色区域的 Instant 类型,用来表达某个瞬间的时间,不包含时区和日历的信息。

右侧黄色区域的 PlainXX系列(5个),用来表达日历日期或者钟表时间,包含日历信息,而中间的 ZonedDateTime 则横跨左右两个区域,包含时区和日历信息,可以作为一个通道,连接左侧的 Instant 和右侧的 Plain系列,负责类型之间转换的桥梁,同时中间的 Timezone 时区类型 Calendar 日历类型,不单独使用,配合上方的 ZonedDateTime 类型来辅助转换。

最下面的 Duration 与所有类型没有直接关系,不参与类型转换,表示一段持续时间,并且这段时间可以用来进行算术。

Instant  =>  ZonedTimeDate

转换前
Temporal.Instant.from('2020-08-05T20:06:13+0900').toString()
//2020-08-05T11:06:13Z
转换后
Temporal.Instant.from('2020-08-05T20:06:13+0900').toZonedDateTimeISO('Asia/Tokyo').toString();
//2020-08-05T20:06:13+09:00[Asia/Tokyo]

ZonedTimeDate => Instant

转换前
Temporal.ZonedDateTime.from('2020-11-01T01:45-07:00[America/Los_Angeles]').toString();
//2020-11-01T01:45:00-07:00[America/Los_Angeles]
转换后
Temporal.ZonedDateTime.from('2020-11-01T01:45-07:00[America/Los_Angeles]').toInstant().toString();
//2020-11-01T08:45:00Z

ZonedTimeDate  => PlainDateTime

转换前
Temporal.ZonedDateTime.from('2020-11-01T01:45-07:00[America/Los_Angeles]').toString()
//2020-11-01T01:45:00-07:00[America/Los_Angeles]
转换后
Temporal.ZonedDateTime.from('2020-11-01T01:45-07:00[America/Los_Angeles]').toPlainDateTime().toString();
//2020-11-01T01:45:00

PlainDateTime =>  ZonedTimeDate

转换前
Temporal.PlainDateTime.from('2020-08-05T20:06:13').toString()
//2020-08-05T20:06:13
转换后
Temporal.PlainDateTime.from('2020-08-05T20:06:13').toZonedDateTime('Asia/Tokyo').toString();
//2020-08-05T20:06:13+09:00[Asia/Tokyo]

总结

回到最开始 Date 的问题。

1.不支持除用户本地时间以外的时区。Temparal 支持开发人员通过 TimeZone 来设置本地时间以外的时区。

2.计算 API 缺失。除了时区和日历类型外,其他类型都可以进行 算术运算,即时间的比较,增加,减少等。

3.不支持非公历,Calendar 类型支持 Temparal 选择日历。

4.解析器行为不可靠以至于无法使用,在 Temporal 里,new 构造函数() 或者From 方法,对参数的要求都更加规范,同时From 方法支持 日期溢出 后的逻辑处理,可以防止系统崩溃。

最后附一张 Temparal 各种类型的功能对照图。每个类型负责 Temparal 哪些功能已经标注清楚。

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