ClickHouse/libs/libcommon/include/common/DateLUTImpl.h
2015-09-29 22:21:02 +03:00

502 lines
16 KiB
C++
Raw Blame History

This file contains ambiguous Unicode characters

This file contains Unicode characters that might be confused with other characters. If you think that this is intentional, you can safely ignore this warning. Use the Escape button to reveal them.

#pragma once
#include <common/Common.h>
#include <common/singleton.h>
#include <common/likely.h>
#include <common/strong_typedef.h>
#include <iostream>
#include <vector>
#include <unordered_map>
#include <ctime>
#define DATE_LUT_MIN 0
#define DATE_LUT_MAX (0x7FFFFFFF - 86400)
#define DATE_LUT_MAX_DAY_NUM (0x7FFFFFFF / 86400)
#define DATE_LUT_MIN_YEAR 1970
#define DATE_LUT_MAX_YEAR 2037 /// Последний полный год
#define DATE_LUT_YEARS 68 /// Количество лет в lookup таблице
STRONG_TYPEDEF(UInt16, DayNum_t);
/** Lookup таблица для преобразования времени в дату, а также в месяц или в год или в день недели или в день месяца.
* Сейчас она используется для ускорения OLAPServer-а, который делает такие преобразования миллиардами.
*/
class DateLUTImpl
{
public:
DateLUTImpl(const std::string & time_zone);
public:
struct Values
{
/// 32 бита из time_t начала дня.
/// Знаковость важна, чтобы поддержать начало 1970-01-01 MSK, которое имело time_t == -10800.
/// Измените на time_t, если надо поддержать времена после 2038 года.
Int32 date;
UInt16 year;
UInt8 month;
UInt8 day_of_month;
UInt8 day_of_week;
};
private:
/// Сравнительно много данных. То есть, лучше не класть объект на стек.
/// По сравнению с std::vector, на один indirection меньше.
Values lut[DATE_LUT_MAX_DAY_NUM + 1];
/// lookup таблица начал годов
DayNum_t years_lut[DATE_LUT_YEARS];
/// Смещение от UTC в начале Unix эпохи.
time_t offset_at_start_of_epoch;
inline size_t findIndex(time_t t) const
{
/// первое приближение
size_t precision = t / 86400;
if (precision >= DATE_LUT_MAX_DAY_NUM)
return 0;
if (t >= lut[precision].date && t < lut[precision + 1].date)
return precision;
for (size_t i = 1;; ++i)
{
if (precision + i >= DATE_LUT_MAX_DAY_NUM)
return 0;
if (t >= lut[precision + i].date && t < lut[precision + i + 1].date)
return precision + i;
if (precision < i)
return 0;
if (t >= lut[precision - i].date && t < lut[precision - i + 1].date)
return precision - i;
}
}
inline const Values & find(time_t t) const
{
return lut[findIndex(t)];
}
static inline DayNum_t fixDay(DayNum_t day)
{
return day > DATE_LUT_MAX_DAY_NUM ? static_cast<DayNum_t>(0) : day;
}
public:
/// всё ниже thread-safe; корректность входных данных не проверяется
inline time_t toDate(time_t t) const { return find(t).date; }
inline unsigned toMonth(time_t t) const { return find(t).month; }
inline unsigned toYear(time_t t) const { return find(t).year; }
inline unsigned toDayOfWeek(time_t t) const { return find(t).day_of_week; }
inline unsigned toDayOfMonth(time_t t) const { return find(t).day_of_month; }
/// номер недели, начиная с какой-то недели в прошлом; неделя начинается с понедельника
/// (переводим к понедельнику и делим DayNum на 7; будем исходить из допущения,
/// что в области применения этой функции не было и не будет недель, состоящих не из семи дней)
inline unsigned toRelativeWeekNum(DayNum_t d) const
{
return (d - (lut[d].day_of_week - 1)) / 7;
}
inline unsigned toRelativeWeekNum(time_t t) const
{
size_t index = findIndex(t);
return (index - (lut[index].day_of_week - 1)) / 7;
}
/// номер месяца, начиная с какого-то месяца в прошлом (год * 12 + номер месяца в году)
inline unsigned toRelativeMonthNum(DayNum_t d) const
{
return lut[d].year * 12 + lut[d].month;
}
inline unsigned toRelativeMonthNum(time_t t) const
{
size_t index = findIndex(t);
return lut[index].year * 12 + lut[index].month;
}
/// делим unix timestamp на 3600;
/// (таким образом, учитываются прошедшие интервалы времени длительностью в час, не зависимо от перевода стрелок;
/// поддерживаются только часовые пояса, в которых перевод стрелок осуществлялся только на целое число часов)
inline time_t toRelativeHourNum(time_t t) const
{
return t / 3600;
}
/// делим unix timestamp на 60
inline time_t toRelativeMinuteNum(time_t t) const
{
return t / 60;
}
/// округление вниз до понедельника
inline time_t toFirstDayOfWeek(time_t t) const
{
size_t index = findIndex(t);
return lut[index - (lut[index].day_of_week - 1)].date;
}
inline DayNum_t toFirstDayNumOfWeek(DayNum_t d) const
{
return DayNum_t(d - (lut[d].day_of_week - 1));
}
inline DayNum_t toFirstDayNumOfWeek(time_t t) const
{
size_t index = findIndex(t);
return DayNum_t(index - (lut[index].day_of_week - 1));
}
/// округление вниз до первого числа месяца
inline time_t toFirstDayOfMonth(time_t t) const
{
size_t index = findIndex(t);
return lut[index - (lut[index].day_of_month - 1)].date;
}
inline DayNum_t toFirstDayNumOfMonth(DayNum_t d) const
{
return DayNum_t(d - (lut[fixDay(d)].day_of_month - 1));
}
inline DayNum_t toFirstDayNumOfMonth(time_t t) const
{
size_t index = findIndex(t);
return DayNum_t(index - (lut[index].day_of_month - 1));
}
/// округление до первого числа квартала
inline time_t toFirstDayOfQuarter(time_t t) const
{
size_t index = findIndex(t);
switch (lut[index].month % 3)
{
case 0:
index = index - lut[index].day_of_month;
case 2:
index = index - lut[index].day_of_month;
case 1:
index = index - lut[index].day_of_month + 1;
}
return DayNum_t(index);
}
inline DayNum_t toFirstDayNumOfQuarter(DayNum_t d) const
{
size_t index = fixDay(d);
switch (lut[index].month % 3)
{
case 0:
index = index - lut[index].day_of_month;
case 2:
index = index - lut[index].day_of_month;
case 1:
index = index - lut[index].day_of_month + 1;
}
return DayNum_t(index);
}
inline DayNum_t toFirstDayNumOfQuarter(time_t t) const
{
size_t index = findIndex(t);
switch (lut[index].month % 3)
{
case 0:
index = index - lut[index].day_of_month;
case 2:
index = index - lut[index].day_of_month;
case 1:
index = index - lut[index].day_of_month + 1;
}
return DayNum_t(index);
}
/// округление вниз до первого числа года
inline time_t toFirstDayOfYear(time_t t) const
{
return lut[years_lut[lut[findIndex(t)].year - DATE_LUT_MIN_YEAR]].date;
}
inline DayNum_t toFirstDayNumOfYear(DayNum_t d) const
{
return years_lut[lut[fixDay(d)].year - DATE_LUT_MIN_YEAR];
}
inline time_t toFirstDayNumOfYear(time_t t) const
{
return lut[years_lut[lut[findIndex(t)].year - DATE_LUT_MIN_YEAR]].date;
}
/// первое число следующего месяца
inline time_t toFirstDayOfNextMonth(time_t t) const
{
size_t index = findIndex(t);
index += 32 - lut[index].day_of_month;
return lut[index - (lut[index].day_of_month - 1)].date;
}
/// первое число предыдущего месяца
inline time_t toFirstDayOfPrevMonth(time_t t) const
{
size_t index = findIndex(t);
index -= lut[index].day_of_month;
return lut[index - (lut[index].day_of_month - 1)].date;
}
/// количество дней в месяце
inline size_t daysInMonth(time_t t) const
{
size_t today = findIndex(t);
size_t start_of_month = today - (lut[today].day_of_month - 1);
size_t next_month = start_of_month + 31;
size_t start_of_next_month = next_month - (lut[next_month].day_of_month - 1);
return start_of_next_month - start_of_month;
}
/** Округление до даты; затем сдвиг на указанное количество дней.
* Замечание: результат сдвига должен находиться в пределах LUT.
*/
inline time_t toDateAndShift(time_t t, int days = 1) const
{
return lut[findIndex(t) + days].date;
}
/** функции ниже исходят из допущения, что перевод стрелок вперёд, если осуществляется, то на час, в два часа ночи,
* а перевод стрелок назад, если осуществляется, то на час, в три часа ночи.
* (что, в общем, не верно, так как в Москве один раз перевод стрелок был осуществлён в другое время)
*/
inline time_t toTimeInaccurate(time_t t) const
{
size_t index = findIndex(t);
time_t day_length = lut[index + 1].date - lut[index].date;
time_t res = t - lut[index].date;
if (unlikely(day_length == 90000 && res >= 10800)) /// был произведён перевод стрелок назад
res -= 3600;
else if (unlikely(day_length == 82800 && res >= 7200)) /// был произведён перевод стрелок вперёд
res += 3600;
return res - offset_at_start_of_epoch; /// Отсчёт от 1970-01-01 00:00:00 по локальному времени
}
inline unsigned toHourInaccurate(time_t t) const
{
size_t index = findIndex(t);
time_t day_length = lut[index + 1].date - lut[index].date;
unsigned res = (t - lut[index].date) / 3600;
if (unlikely(day_length == 90000 && res >= 3)) /// был произведён перевод стрелок назад
--res;
else if (unlikely(day_length == 82800 && res >= 2)) /// был произведён перевод стрелок вперёд
++res;
return res;
}
inline unsigned toMinute(time_t t) const { return ((t - find(t).date) % 3600) / 60; }
inline unsigned toSecond(time_t t) const { return (t - find(t).date) % 60; }
inline unsigned toStartOfMinute(time_t t) const
{
time_t date = find(t).date;
return date + (t - date) / 60 * 60;
}
inline unsigned toStartOfHour(time_t t) const
{
time_t date = find(t).date;
return date + (t - date) / 3600 * 3600;
}
/** Только для часовых поясов, отличающихся от UTC на значение, кратное часу и без перевода стрелок не значение не кратное часу */
inline unsigned toMinuteInaccurate(time_t t) const { return (t / 60) % 60; }
inline unsigned toSecondInaccurate(time_t t) const { return t % 60; }
inline unsigned toStartOfMinuteInaccurate(time_t t) const { return t / 60 * 60; }
inline unsigned toStartOfFiveMinuteInaccurate(time_t t) const { return t / 300 * 300; }
inline unsigned toStartOfHourInaccurate(time_t t) const { return t / 3600 * 3600; }
/// Номер дня в пределах UNIX эпохи (и немного больше) - позволяет хранить дату в двух байтах
inline DayNum_t toDayNum(time_t t) const { return static_cast<DayNum_t>(findIndex(t)); }
inline time_t fromDayNum(DayNum_t d) const { return lut[fixDay(d)].date; }
inline time_t toDate(DayNum_t d) const { return lut[fixDay(d)].date; }
inline unsigned toMonth(DayNum_t d) const { return lut[fixDay(d)].month; }
inline unsigned toYear(DayNum_t d) const { return lut[fixDay(d)].year; }
inline unsigned toDayOfWeek(DayNum_t d) const { return lut[fixDay(d)].day_of_week; }
inline unsigned toDayOfMonth(DayNum_t d) const { return lut[fixDay(d)].day_of_month; }
inline const Values & getValues(DayNum_t d) const { return lut[fixDay(d)]; }
inline const Values & getValues(time_t t) const { return lut[findIndex(t)]; }
/// получает DayNum_t из года, месяца, дня
inline DayNum_t makeDayNum(short year, char month, char day_of_month) const
{
if (unlikely(year < DATE_LUT_MIN_YEAR || year > DATE_LUT_MAX_YEAR || month < 1 || month > 12 || day_of_month < 1 || day_of_month > 31))
return DayNum_t(0);
DayNum_t any_day_of_month(years_lut[year - DATE_LUT_MIN_YEAR] + 31 * (month - 1));
return DayNum_t(any_day_of_month - toDayOfMonth(any_day_of_month) + day_of_month);
}
inline time_t makeDate(short year, char month, char day_of_month) const
{
return lut[makeDayNum(year, month, day_of_month)].date;
}
/** Функция ниже исходит из допущения, что перевод стрелок вперёд, если осуществляется, то на час, в два часа ночи,
* а перевод стрелок назад, если осуществляется, то на час, в три часа ночи.
* (что, в общем, не верно, так как в Москве один раз перевод стрелок был осуществлён в другое время).
* Также, выдаётся лишь один из двух возможных вариантов при переводе стрелок назад.
*/
inline time_t makeDateTime(short year, char month, char day_of_month, char hour, char minute, char second) const
{
size_t index = makeDayNum(year, month, day_of_month);
time_t res = lut[index].date + hour * 3600 + minute * 60 + second;
time_t day_length = lut[index + 1].date - lut[index].date;
if (unlikely(day_length == 90000 && hour >= 3)) /// был произведён перевод стрелок назад
res += 3600;
else if (unlikely(day_length == 82800 && hour >= 2)) /// был произведён перевод стрелок вперёд
res -= 3600;
return res;
}
inline UInt32 toNumYYYYMMDD(time_t t) const
{
const Values & values = find(t);
return values.year * 10000 + values.month * 100 + values.day_of_month;
}
inline UInt32 toNumYYYYMMDD(DayNum_t d) const
{
const Values & values = lut[fixDay(d)];
return values.year * 10000 + values.month * 100 + values.day_of_month;
}
inline time_t YYYYMMDDToDate(UInt32 num) const
{
return makeDate(num / 10000, num / 100 % 100, num % 100);
}
inline DayNum_t YYYYMMDDToDayNum(UInt32 num) const
{
return makeDayNum(num / 10000, num / 100 % 100, num % 100);
}
inline UInt64 toNumYYYYMMDDhhmmss(time_t t) const
{
const Values & values = find(t);
return
toSecondInaccurate(t)
+ toMinuteInaccurate(t) * 100
+ toHourInaccurate(t) * 10000
+ UInt64(values.day_of_month) * 1000000
+ UInt64(values.month) * 100000000
+ UInt64(values.year) * 10000000000;
}
inline time_t YYYYMMDDhhmmssToTime(UInt64 num) const
{
return makeDateTime(
num / 10000000000,
num / 100000000 % 100,
num / 1000000 % 100,
num / 10000 % 100,
num / 100 % 100,
num % 100);
}
inline std::string timeToString(time_t t) const
{
const Values & values = find(t);
std::string s {"0000-00-00 00:00:00"};
s[0] += values.year / 1000;
s[1] += (values.year / 100) % 10;
s[2] += (values.year / 10) % 10;
s[3] += values.year % 10;
s[5] += values.month / 10;
s[6] += values.month % 10;
s[8] += values.day_of_month / 10;
s[9] += values.day_of_month % 10;
auto hour = toHourInaccurate(t);
auto minute = toMinuteInaccurate(t);
auto second = toSecondInaccurate(t);
s[11] += hour / 10;
s[12] += hour % 10;
s[14] += minute / 10;
s[15] += minute % 10;
s[17] += second / 10;
s[18] += second % 10;
return s;
}
inline std::string dateToString(time_t t) const
{
const Values & values = find(t);
std::string s {"0000-00-00"};
s[0] += values.year / 1000;
s[1] += (values.year / 100) % 10;
s[2] += (values.year / 10) % 10;
s[3] += values.year % 10;
s[5] += values.month / 10;
s[6] += values.month % 10;
s[8] += values.day_of_month / 10;
s[9] += values.day_of_month % 10;
return s;
}
inline std::string dateToString(DayNum_t d) const
{
const Values & values = lut[fixDay(d)];
std::string s {"0000-00-00"};
s[0] += values.year / 1000;
s[1] += (values.year / 100) % 10;
s[2] += (values.year / 10) % 10;
s[3] += values.year % 10;
s[5] += values.month / 10;
s[6] += values.month % 10;
s[8] += values.day_of_month / 10;
s[9] += values.day_of_month % 10;
return s;
}
};
namespace std
{
template<>
struct hash<DayNum_t>
{
size_t operator() (DayNum_t x) const
{
return x;
}
};
}