使用 TimeUnit 進行時間轉換

1. 概述

在 Java 中處理時間和持續時間計算時， TimeUnit枚舉提供了一種在不同單位之間執行時間轉換的便捷方法。

無論我們想要將秒數轉換為分鐘、毫秒為小時，或是執行任何其他時間單位轉換，我們都可以使用TimeUnit來簡化程式碼，獲得準確的結果，並使內容更具可讀性。

在本教程中，我們將了解如何使用TimeUnit在 Java 中轉換時間。

2. 理解TimeUnit

TimeUnit是一個enum ，包含在java.util.concurrent套件中，表示各種時間單位，範圍從奈秒到天。它提供了一組預先定義的常數，每個常數對應於一個特定的時間單位，包括：

• DAYS
• HOURS
• MINUTES
• SECONDS
• MILLISECONDS
• MICROSECONDS
• NANOSECONDS

這些常數用作時間轉換的基礎。

3. 使用TimeUnit轉換時間

要執行時間轉換，我們需要一個表示要轉換的持續時間的值，並指定要轉換為的目標單位。 TimeUnit提供了多種在units之間轉換時間的方法，例如convert()或toXXX() ，其中XXX代表目標單位。

3.1.使用convert()方法

首先，讓我們看一下convert(long sourceDuration, TimeUnit sourceUnit)方法，該方法將給定單位中的給定持續時間轉換為enum值指定的單位。

讓我們將一個簡單的整數轉換為分鐘：

long minutes = TimeUnit.MINUTES.convert(60, TimeUnit.SECONDS);
 assertThat(minutes).isEqualTo(1);

在此範例中，我們從60秒的值開始，然後將其轉換為分鐘。我們指定源時間單位作為第二個參數。輸出單位始終由enum值決定。

讓我們來看另一個例子，其中我們進行反向轉換：

long seconds = TimeUnit.SECONDS.convert(1, TimeUnit.MINUTES);
 assertThat(seconds).isEqualTo(60);

正如我們所看到的， convert()方法在不同單位之間轉換時間。

3.2.使用toXXX()方法

現在讓我們來探索toXXX(long sourceDuration)方法。這裡簽名中的XXX指定了目標單元。

我們可以使用toNanos() 、 toMicros() 、 toMillis() 、 toSeconds() 、 toMinutes() 、 toHours()和toDays().

現在讓我們使用toXXX()方法來重寫前面的兩個片段：

long minutes = TimeUnit.SECONDS.toMinutes(60);
 assertThat(minutes).isEqualTo(1);

和之前一樣，我們剛剛將60秒轉換為分鐘。

我們可以用另一種方式轉換：

long seconds = TimeUnit.MINUTES.toMinutes(1);
 assertThat(seconds).isEqualTo(60);

如預期的那樣，上面的範例產生與先前相同的結果，因此兩個簽名是等效的。但與convert()不同的是，當我們使用toXXX()方法時， enum值表示來源時間單位。

4. 具體用例

現在我們知道如何使用TimeUnit方法轉換時間，讓我們探討一些更詳細的場景。

4.1.負輸入

首先，我們檢查轉換方法是否支援負輸入值：

long minutes = TimeUnit.SECONDS.toMinutes(-60);
 assertThat(minutes).isEqualTo(-1);

給定的範例表明，轉換方法也可以處理負輸入，並且傳回的結果仍然正確。

4.2.舍入處理

現在讓我們檢查一下，如果將較小的單位轉換為較大的單位，並期望得到目標非整數結果，會發生什麼情況。我們知道所有方法都只宣告long作為回傳類型，因此無法傳回小數結果。

讓我們透過將秒轉換為分鐘來測試舍入規則：

long positiveUnder = TimeUnit.SECONDS.toMinutes(59);
 assertThat(positiveUnder).isEqualTo(0);
 long positiveAbove = TimeUnit.SECONDS.toMinutes(61);
 assertThat(positiveAbove).isEqualTo(1);

然後，讓我們檢查負輸入：

long negativeUnder = TimeUnit.SECONDS.toMinutes(-59);
 assertThat(negativeUnder).isEqualTo(0);

 long negativeAbove = TimeUnit.SECONDS.toMinutes(-61);
 assertThat(negativeAbove).isEqualTo(-1);

正如我們所看到的，所有轉換都處理得沒有任何錯誤。

我們應該注意到，所有方法都實作了向零捨入的規則，該規則會截斷小數部分。

4.3.溢出處理

眾所周知，所有原語都有其不能超過的值限制。但如果結果超出限制會發生什麼事？

讓我們檢查一下將天的最小和最大long值轉換為毫秒的結果：

long maxMillis = TimeUnit.DAYS.toMillis(Long.MAX_VALUE);
 assertThat(maxMillis).isEqualTo(Long.MAX_VALUE);
 long minMillis = TimeUnit.DAYS.toMillis(Long.MIN_VALUE);
 assertThat(minMillis).isEqualTo(Long.MIN_VALUE);

上面的程式碼執行時不會拋出任何異常。我們應該注意，結果是無效的，因為溢位結果總是被截斷為由long原語定義的最小值或最大值。

5. 轉換為最細單位

有時，我們可能需要將持續時間轉換為TimeUnit中可用的最精確單位，例如將秒轉換為小時、分鐘和剩餘秒數的適當組合。不幸的是，沒有方法可以做到這一點。這是因為所有轉換方法始終傳回給定持續時間內的整個週期的總數。

要將輸入轉換為最精細的單位，我們需要實作一個自訂函數。讓我們使用3672秒的值並獲得適當的時間單位組合 - 我們期望值是1小時、 1分鐘和12秒。

要提取時間，我們可以使用：

long inputSeconds = 3672;
 long hours = TimeUnit.SECONDS.toHours(inputSeconds);
 assertThat(hours).isEqualTo(1);

現在，如果我們想提取剩餘的分鐘，我們應該從輸入值中減去小時中包含的秒數總和，然後使用該值進行進一步操作：

long secondsRemainingAfterHours = inputSeconds - TimeUnit.HOURS.toSeconds(hours);
 long minutes = TimeUnit.SECONDS.toMinutes(secondsRemainingAfterHours);
 assertThat(minutes).isEqualTo(1);

我們剛剛根據輸入資料成功計算了小時和分鐘。最後，我們需要檢索剩餘的秒數。

為此，我們重複減法邏輯，並記住調整參數：

long seconds = secondsRemainingAfterHours - TimeUnit.MINUTES.toSeconds(minutes);
 assertThat(seconds).isEqualTo(12);

在範例中，我們剛剛將3672毫秒轉換為最精細的單位表示形式，其中包括小時、分鐘和秒。

六，結論

在本文中，我們探討了使用 Java 中的TimeUnit列舉來轉換時間的各種方法。

TimeUnit枚舉提供了一種使用convert()和toXXX()方法在不同單位之間進行轉換的便捷高效的方法。

此外，它還處理負輸入並傳回正確的結果。我們可以輕鬆地轉換持續時間，無論我們是從較小的單位轉換為較大的單位還是反之亦然，並向零舍入。它還透過將結果修剪到邊界值來實現基本的溢出保護。

如果我們想要將來源持續時間轉換為其他單位的適當組合（例如天、小時、分鐘和秒），我們可以輕鬆實現額外的邏輯。所有轉換器都會傳回指定持續時間內指定週期的總數。

與往常一樣，範例的原始程式碼可在 GitHub 上取得。