Java 日期时间格式化

日期和时间的格式化是处理日期时间数据的重要部分。在实际应用中，我们经常需要把日期时间对象转换为特定格式的字符串（如"2023-11-28"或"28/11/2023 15:30:45"），或者反过来，从字符串解析出日期时间对象。Java提供了全面的API来处理这些操作。

为什么需要日期时间格式化？

日期时间格式化主要有以下用途：

用户界面展示（如网页、应用程序）
数据交换（JSON、XML等格式）
日志记录
国际化应用（不同国家/地区使用不同的日期格式）

Java 8之前：SimpleDateFormat

在Java 8之前，SimpleDateFormat是格式化日期的主要类。它属于java.text包。

基本用法

java
import java.text.SimpleDateFormat;
import java.util.Date;

public class SimpleDateFormatExample {
    public static void main(String[] args) {
        // 获取当前日期
        Date currentDate = new Date();
        
        // 创建格式化对象
        SimpleDateFormat sdf = new SimpleDateFormat("yyyy-MM-dd HH:mm:ss");
        
        // 格式化日期为字符串
        String formattedDate = sdf.format(currentDate);
        System.out.println("格式化后的日期: " + formattedDate);
        
        // 从字符串解析日期
        try {
            String dateStr = "2023-11-28 15:30:45";
            Date parsedDate = sdf.parse(dateStr);
            System.out.println("解析后的日期: " + parsedDate);
        } catch (Exception e) {
            e.printStackTrace();
        }
    }
}

输出示例：

格式化后的日期: 2023-11-28 15:30:45
解析后的日期: Tue Nov 28 15:30:45 CST 2023

常用的格式化模式

符号	说明	示例
y	年	yyyy: 2023
M	月	MM: 01-12
d	日	dd: 01-31
H	24小时制	HH: 00-23
h	12小时制	hh: 01-12
m	分钟	mm: 00-59
s	秒	ss: 00-59
S	毫秒	SSS: 000-999
E	星期	E: 星期几
a	AM/PM	a: AM/PM

SimpleDateFormat的问题

警告

SimpleDateFormat不是线程安全的，在多线程环境下可能会导致不可预期的结果。每个线程应该创建自己的SimpleDateFormat实例。

Java 8及以后：DateTimeFormatter

Java 8引入的新日期时间API (java.time)提供了更强大、更安全的DateTimeFormatter类。

基本用法

java
import java.time.LocalDateTime;
import java.time.format.DateTimeFormatter;

public class DateTimeFormatterExample {
    public static void main(String[] args) {
        // 获取当前日期时间
        LocalDateTime now = LocalDateTime.now();
        
        // 使用预定义的格式化器
        DateTimeFormatter formatter = DateTimeFormatter.ISO_DATE_TIME;
        String formatted = now.format(formatter);
        System.out.println("使用ISO_DATE_TIME格式: " + formatted);
        
        // 使用自定义模式的格式化器
        formatter = DateTimeFormatter.ofPattern("yyyy年MM月dd日 HH:mm:ss");
        formatted = now.format(formatter);
        System.out.println("使用自定义格式: " + formatted);
        
        // 从字符串解析日期时间
        String dateStr = "2023年11月28日 15:30:45";
        LocalDateTime parsedDate = LocalDateTime.parse(dateStr, formatter);
        System.out.println("解析后的日期时间: " + parsedDate);
    }
}

输出示例：

使用ISO_DATE_TIME格式: 2023-11-28T15:30:45.123
使用自定义格式: 2023年11月28日 15:30:45
解析后的日期时间: 2023-11-28T15:30:45

预定义的格式化器

Java 8提供了许多预定义的格式化器常量：

java
// 基本ISO日期格式 (2023-11-28)
DateTimeFormatter.ISO_DATE

// 基本ISO日期时间格式 (2023-11-28T15:30:45.123)
DateTimeFormatter.ISO_DATE_TIME

// 基本ISO时间格式 (15:30:45.123)
DateTimeFormatter.ISO_TIME

// 基本ISO本地日期时间 (2023-11-28T15:30:45.123)
DateTimeFormatter.ISO_LOCAL_DATE_TIME

为不同的日期时间类型格式化

Java 8中有多种日期时间类型，每种都有其特定用途：

java
import java.time.*;
import java.time.format.DateTimeFormatter;

public class DifferentDateTimeFormats {
    public static void main(String[] args) {
        DateTimeFormatter formatter = DateTimeFormatter.ofPattern("yyyy-MM-dd");
        
        // 本地日期
        LocalDate date = LocalDate.now();
        System.out.println("LocalDate: " + date.format(formatter));
        
        // 本地时间
        formatter = DateTimeFormatter.ofPattern("HH:mm:ss");
        LocalTime time = LocalTime.now();
        System.out.println("LocalTime: " + time.format(formatter));
        
        // 本地日期时间
        formatter = DateTimeFormatter.ofPattern("yyyy-MM-dd HH:mm:ss");
        LocalDateTime dateTime = LocalDateTime.now();
        System.out.println("LocalDateTime: " + dateTime.format(formatter));
        
        // 带时区的日期时间
        formatter = DateTimeFormatter.ofPattern("yyyy-MM-dd HH:mm:ss z");
        ZonedDateTime zonedDateTime = ZonedDateTime.now();
        System.out.println("ZonedDateTime: " + zonedDateTime.format(formatter));
    }
}

输出示例：

LocalDate: 2023-11-28
LocalTime: 15:30:45
LocalDateTime: 2023-11-28 15:30:45
ZonedDateTime: 2023-11-28 15:30:45 CST

国际化日期时间格式

在开发国际化应用程序时，需要根据不同的区域显示不同格式的日期。

java
import java.time.LocalDate;
import java.time.format.DateTimeFormatter;
import java.time.format.FormatStyle;
import java.util.Locale;

public class InternationalDateExample {
    public static void main(String[] args) {
        LocalDate today = LocalDate.now();
        
        // 使用不同地区的日期格式
        DateTimeFormatter usFormatter = 
            DateTimeFormatter.ofLocalizedDate(FormatStyle.FULL).withLocale(Locale.US);
        System.out.println("美国格式: " + today.format(usFormatter));
        
        DateTimeFormatter frFormatter = 
            DateTimeFormatter.ofLocalizedDate(FormatStyle.FULL).withLocale(Locale.FRANCE);
        System.out.println("法国格式: " + today.format(frFormatter));
        
        DateTimeFormatter cnFormatter = 
            DateTimeFormatter.ofLocalizedDate(FormatStyle.FULL).withLocale(Locale.CHINA);
        System.out.println("中国格式: " + today.format(cnFormatter));
    }
}

输出示例：

美国格式: Tuesday, November 28, 2023
法国格式: mardi 28 novembre 2023
中国格式: 2023年11月28日 星期二

实际应用案例

案例1：日志时间戳

在日志系统中，常常需要记录精确的时间戳：

java
import java.time.LocalDateTime;
import java.time.format.DateTimeFormatter;

public class LoggerExample {
    public static void log(String message) {
        LocalDateTime now = LocalDateTime.now();
        DateTimeFormatter formatter = DateTimeFormatter.ofPattern("yyyy-MM-dd HH:mm:ss.SSS");
        String timestamp = now.format(formatter);
        System.out.println("[" + timestamp + "] " + message);
    }
    
    public static void main(String[] args) {
        log("应用程序已启动");
        // 模拟一些操作
        try {
            Thread.sleep(1500);
        } catch (InterruptedException e) {
            e.printStackTrace();
        }
        log("用户已登录");
    }
}

输出示例：

[2023-11-28 15:30:45.123] 应用程序已启动
[2023-11-28 15:30:46.624] 用户已登录

案例2：生日倒计时应用

java
import java.time.LocalDate;
import java.time.Period;
import java.time.format.DateTimeFormatter;
import java.util.Scanner;

public class BirthdayCountdown {
    public static void main(String[] args) {
        Scanner scanner = new Scanner(System.in);
        DateTimeFormatter formatter = DateTimeFormatter.ofPattern("yyyy-MM-dd");
        
        System.out.print("请输入您的生日 (格式 yyyy-MM-dd): ");
        String birthdayString = scanner.nextLine();
        
        try {
            LocalDate birthday = LocalDate.parse(birthdayString, formatter);
            LocalDate today = LocalDate.now();
            
            // 计算今年的生日日期
            LocalDate nextBirthday = birthday.withYear(today.getYear());
            
            // 如果今年的生日已经过了，计算明年的生日
            if (nextBirthday.isBefore(today) || nextBirthday.isEqual(today)) {
                nextBirthday = nextBirthday.plusYears(1);
            }
            
            // 计算距离下一个生日的天数
            Period period = Period.between(today, nextBirthday);
            int days = period.getYears() * 365 + period.getMonths() * 30 + period.getDays();
            
            System.out.println("您的下一个生日是: " + nextBirthday.format(formatter));
            System.out.println("距离下一个生日还有 " + days + " 天");
            
        } catch (Exception e) {
            System.out.println("日期格式不正确，请使用 yyyy-MM-dd 格式!");
        } finally {
            scanner.close();
        }
    }
}

最佳实践

在Java 8及以上版本中，优先使用DateTimeFormatter而非SimpleDateFormat
- DateTimeFormatter是不可变的且线程安全的
根据需求选择合适的日期时间类
- 只需要日期：LocalDate
- 只需要时间：LocalTime
- 需要日期和时间：LocalDateTime
- 需要考虑时区：ZonedDateTime

处理用户输入的日期时间字符串时增加异常处理

java
try {
    LocalDate date = LocalDate.parse(userInput, formatter);
} catch (DateTimeParseException e) {
    // 处理解析错误
}

使用适当的格式模式，避免歧义
- 例如，使用"yyyy-MM-dd"而不是"yy-MM-dd"以避免年份的歧义
对于跨国际的应用，使用带有Locale的格式化

总结

Java提供了丰富的日期时间格式化API，从Java 8之前的SimpleDateFormat到Java 8及以后的DateTimeFormatter。现代的DateTimeFormatter更加强大、安全，并与新的日期时间API完美配合。通过选择合适的格式模式，我们可以按照需求将日期时间对象转换为字符串，或从字符串解析出日期时间对象。

在实际应用中，日期时间格式化是非常常见的需求，掌握这些API可以帮助你更有效地处理各种与日期时间相关的任务。

练习

编写一个程序，将当前日期时间格式化为"yyyy年MM月dd日星期几 HH时mm分ss秒"的形式。
创建一个工具类，提供方法将ISO格式的日期字符串(如"2023-11-28T15:30:45")转换为更友好的本地格式。
编写一个程序，接受用户输入的两个日期字符串，计算它们之间的天数差。
实现一个国际化的日期显示功能，根据不同的Locale显示不同格式的日期。

扩展资源

通过掌握日期时间格式化，你将能够更好地处理各种与日期时间相关的编程任务，从简单的日志记录到复杂的国际化应用程序都会得心应手。

为什么需要日期时间格式化？​

Java 8之前：SimpleDateFormat​

基本用法​

常用的格式化模式​

SimpleDateFormat的问题​

Java 8及以后：DateTimeFormatter​

基本用法​

预定义的格式化器​

为不同的日期时间类型格式化​

国际化日期时间格式​

实际应用案例​

案例1：日志时间戳​

案例2：生日倒计时应用​

最佳实践​

总结​

练习​

扩展资源​

为什么需要日期时间格式化？

Java 8之前：SimpleDateFormat

基本用法

常用的格式化模式

SimpleDateFormat的问题

Java 8及以后：DateTimeFormatter

基本用法

预定义的格式化器

为不同的日期时间类型格式化

国际化日期时间格式

实际应用案例

案例1：日志时间戳

案例2：生日倒计时应用

最佳实践

总结

练习

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