JS `Temporal API` (Stage 3):现代日期时间处理解决方案

各位观众老爷,早上好中午好晚上好!欢迎来到今天的“时间旅行者指南”讲座,我是你们的导游,专门带大家畅游 JavaScript 的 Temporal API 世界。

话说 JavaScript 的日期时间处理一直是个老大难问题,简直就是程序员的噩梦。Date 对象的设计缺陷简直罄竹难书,时区处理混乱,API 难用得令人发指。每次碰到日期时间,我都想祭出 moment.js 这把倚天剑,但它毕竟是个外部库,而且体积也不小。

好消息是,JavaScript 终于要迎来它的救星了!那就是处于 Stage 3 阶段的 Temporal API。它旨在取代 Date 对象,成为 JavaScript 中处理日期和时间的官方标准。今天,我们就来深入了解一下这个强大的 API。

Temporal API 的核心概念

Temporal API 引入了一系列新的对象,用于表示不同的日期时间概念。我们先来认识一下这些核心成员:

  • Temporal.PlainDate: 表示一个没有时区信息的日期(年、月、日)。比如 2023 年 10 月 27 日。
  • Temporal.PlainTime: 表示一个没有时区信息的时间(小时、分钟、秒、毫秒等)。比如 10 点 30 分 0 秒。
  • Temporal.PlainDateTime: 表示一个没有时区信息的日期和时间。它是 PlainDatePlainTime 的组合。
  • Temporal.ZonedDateTime: 表示一个带时区信息的日期和时间。这是处理真实世界场景中最常用的类型。
  • Temporal.Instant: 表示时间轴上的一个绝对时间点,以 UTC 时间为基准。
  • Temporal.TimeZone: 表示一个时区。
  • Temporal.Duration: 表示一段时间的长度,比如 2 天 3 小时。
  • Temporal.YearMonth: 表示一个特定的年份和月份,不包含日。
  • Temporal.MonthDay: 表示一个特定的月份和日期,不包含年份。

这些对象都是不可变的(immutable),这意味着一旦创建,就不能修改。任何操作都会返回一个新的对象,这有助于避免意外的副作用。

创建一个 Temporal 对象

我们先来看看如何创建这些 Temporal 对象。

Temporal.PlainDate

// 从年、月、日创建
const plainDate = Temporal.PlainDate.from({ year: 2023, month: 10, day: 27 });
console.log(plainDate.toString()); // 输出:2023-10-27

// 从 ISO 格式的字符串创建
const plainDateFromString = Temporal.PlainDate.from("2023-10-28");
console.log(plainDateFromString.toString()); // 输出:2023-10-28

//从Date对象创建
const date = new Date();
const plainDateFromDate = Temporal.PlainDate.from(date);
console.log(plainDateFromDate.toString());

Temporal.PlainTime

// 从小时、分钟、秒创建
const plainTime = Temporal.PlainTime.from({ hour: 10, minute: 30, second: 0 });
console.log(plainTime.toString()); // 输出:10:30:00

// 从 ISO 格式的字符串创建
const plainTimeFromString = Temporal.PlainTime.from("11:45:30");
console.log(plainTimeFromString.toString()); // 输出:11:45:30

Temporal.PlainDateTime

// 从年、月、日、小时、分钟、秒创建
const plainDateTime = Temporal.PlainDateTime.from({
    year: 2023,
    month: 10,
    day: 27,
    hour: 10,
    minute: 30,
    second: 0,
});
console.log(plainDateTime.toString()); // 输出:2023-10-27T10:30:00

// 从 ISO 格式的字符串创建
const plainDateTimeFromString = Temporal.PlainDateTime.from("2023-10-28T12:00:00");
console.log(plainDateTimeFromString.toString()); // 输出:2023-10-28T12:00:00

Temporal.ZonedDateTime

// 创建一个带时区信息的日期和时间
const zonedDateTime = Temporal.ZonedDateTime.from({
    year: 2023,
    month: 10,
    day: 27,
    hour: 10,
    minute: 30,
    second: 0,
    timeZone: "America/Los_Angeles", // 时区
});
console.log(zonedDateTime.toString()); // 输出:2023-10-27T10:30:00-07:00[America/Los_Angeles]

//从Date对象创建
const date = new Date();
const zonedDateTimeFromDate = Temporal.ZonedDateTime.from(date, {timeZone: 'America/Los_Angeles'})
console.log(zonedDateTimeFromDate.toString());

Temporal.Instant

// 从 Unix 时间戳创建
const instant = Temporal.Instant.fromEpochMilliseconds(Date.now());
console.log(instant.toString()); // 输出类似于:2023-10-27T17:30:00.000Z

//从Date对象创建
const date = new Date();
const instantFromDate = Temporal.Instant.from(date);
console.log(instantFromDate.toString());

Temporal.Duration

// 创建一个表示 2 天 3 小时的 Duration
const duration = Temporal.Duration.from({ days: 2, hours: 3 });
console.log(duration.toString()); // 输出:P2DT3H

// 从 ISO 8601 格式的字符串创建
const durationFromString = Temporal.Duration.from("P1Y2M3DT4H5M6S");
console.log(durationFromString.toString()); // 输出:P1Y2M3DT4H5M6S

Temporal 对象的常用操作

创建了 Temporal 对象之后,我们就可以对它们进行各种操作了。

获取日期和时间的各个部分

const plainDate = Temporal.PlainDate.from({ year: 2023, month: 10, day: 27 });

console.log(plainDate.year);   // 输出:2023
console.log(plainDate.month);  // 输出:10
console.log(plainDate.day);    // 输出:27
console.log(plainDate.dayOfWeek); // 输出:5 (星期五)
console.log(plainDate.dayOfYear); // 输出:300 (一年中的第 300 天)
console.log(plainDate.weekOfYear); // 输出:43 (一年中的第 43 周)

日期和时间的加减

const plainDate = Temporal.PlainDate.from({ year: 2023, month: 10, day: 27 });

// 加 5 天
const newPlainDate = plainDate.add({ days: 5 });
console.log(newPlainDate.toString()); // 输出:2023-11-01

// 减 2 个月
const anotherPlainDate = plainDate.subtract({ months: 2 });
console.log(anotherPlainDate.toString()); // 输出:2023-08-27

const plainDateTime = Temporal.PlainDateTime.from({year: 2023, month: 10, day: 27, hour: 10, minute: 30});
const newPlainDateTime = plainDateTime.add({hours: 2, minutes: 30});
console.log(newPlainDateTime.toString()); // 输出:2023-10-27T13:00:00

日期和时间的比较

const plainDate1 = Temporal.PlainDate.from({ year: 2023, month: 10, day: 27 });
const plainDate2 = Temporal.PlainDate.from({ year: 2023, month: 10, day: 28 });

console.log(plainDate1.equals(plainDate2)); // 输出:false
console.log(plainDate1.until(plainDate2));  // 输出:{ years: 0, months: 0, weeks: 0, days: 1, hours: 0, minutes: 0, seconds: 0, milliseconds: 0, microseconds: 0, nanoseconds: 0 }
console.log(plainDate1.since(plainDate2));  // 输出:{ years: 0, months: 0, weeks: 0, days: -1, hours: 0, minutes: 0, seconds: 0, milliseconds: 0, microseconds: 0, nanoseconds: 0 }
console.log(Temporal.PlainDate.compare(plainDate1, plainDate2)); // 输出:-1 (plainDate1 < plainDate2)

if (plainDate1 < plainDate2) { //注意这里不能直接比较,需要覆写valueOf方法才行。但是不推荐直接使用<和>比较,推荐使用compare
    console.log("plainDate1 is before plainDate2");
} else {
    console.log("plainDate1 is not before plainDate2");
}

日期和时间的格式化

Temporal API 本身并没有提供格式化日期时间的 API,而是建议使用 Intl.DateTimeFormat 对象。

const plainDate = Temporal.PlainDate.from({ year: 2023, month: 10, day: 27 });

const formatter = new Intl.DateTimeFormat('zh-CN', { // 使用中文格式
  year: 'numeric',
  month: 'long',
  day: 'numeric',
  weekday: 'long'
});

console.log(formatter.format(plainDate.toJSDate())); // 输出:2023年10月27日 星期五

const zonedDateTime = Temporal.ZonedDateTime.from({
    year: 2023,
    month: 10,
    day: 27,
    hour: 10,
    minute: 30,
    second: 0,
    timeZone: "America/Los_Angeles", // 时区
});

const formatter2 = new Intl.DateTimeFormat('en-US', {
    year: 'numeric',
    month: 'long',
    day: 'numeric',
    hour: 'numeric',
    minute: 'numeric',
    timeZone: 'America/Los_Angeles',
    timeZoneName: 'short'
});

console.log(formatter2.format(zonedDateTime.toJSDate())); // 输出:October 27, 2023, 10:30 AM PDT

时区处理

Temporal API 在时区处理方面做了很大的改进。它使用 IANA 时区数据库,提供了准确可靠的时区信息。

// 获取当前时区
const currentTimeZone = Temporal.Now.timeZoneId();
console.log(currentTimeZone); // 输出:Asia/Shanghai (取决于你所在的地区)

// 将日期时间转换为不同的时区
const zonedDateTime = Temporal.ZonedDateTime.from({
    year: 2023,
    month: 10,
    day: 27,
    hour: 10,
    minute: 30,
    second: 0,
    timeZone: "America/Los_Angeles", // 原始时区
});

const newZonedDateTime = zonedDateTime.withTimeZone("Asia/Shanghai");
console.log(newZonedDateTime.toString()); // 输出:2023-10-28T01:30:00+08:00[Asia/Shanghai]

// 计算两个时区之间的时间差
const timeZone1 = Temporal.TimeZone.from("America/Los_Angeles");
const timeZone2 = Temporal.TimeZone.from("Asia/Shanghai");

const now = Temporal.Now.instant();
const offset1 = timeZone1.getOffsetStringFor(now);
const offset2 = timeZone2.getOffsetStringFor(now);

console.log(`Los Angeles offset: ${offset1}`); // 输出:Los Angeles offset: -07:00
console.log(`Shanghai offset: ${offset2}`);  // 输出:Shanghai offset: +08:00

与其他 API 的集成

Temporal API 可以与现有的 JavaScript API 集成,比如 Date 对象。

// 将 Temporal 对象转换为 Date 对象
const plainDate = Temporal.PlainDate.from({ year: 2023, month: 10, day: 27 });
const date = plainDate.toJSDate();
console.log(date); // 输出:Fri Oct 27 2023 00:00:00 GMT+0800 (中国标准时间)

// 将 Date 对象转换为 Temporal 对象
const date2 = new Date();
const plainDate2 = Temporal.PlainDate.from(date2);
console.log(plainDate2.toString());

一些高级用法

  • Temporal.Calendar: 用于处理不同的日历系统,比如农历。
  • Temporal.Now: 用于获取当前日期和时间。
  • Temporal.round: 用于将日期时间四舍五入到指定的精度。
  • 自定义解析: Temporal API 支持自定义解析器,允许你从非标准的字符串格式创建 Temporal 对象。
  • 算术运算: Temporal.Duration 对象可以进行加减乘除等算术运算,方便进行时间段的计算。

Temporal API 的优势

相比于 Date 对象,Temporal API 具有以下优势:

  • 更好的 API 设计: API 更加清晰、一致,易于使用。
  • 不可变性: 避免了意外的副作用,提高了代码的可靠性。
  • 时区支持: 提供了准确可靠的时区信息,解决了时区处理的难题。
  • 国际化: 支持不同的日历系统和本地化格式。
  • 类型安全: 使用 TypeScript 等类型检查工具可以更好地利用 Temporal API 的类型信息。

Temporal API 的局限性

虽然 Temporal API 解决了 Date 对象的很多问题,但它也存在一些局限性:

  • 还在 Stage 3 阶段: API 可能会发生变化,不建议在生产环境中使用。
  • 浏览器兼容性: 目前只有部分浏览器支持 Temporal API,需要使用 polyfill。
  • 学习成本: 需要学习新的 API 和概念。
  • 体积:Polyfill 可能会增加代码体积。

总结

Temporal API 是 JavaScript 日期时间处理的一次重大革新。它解决了 Date 对象的诸多问题,提供了更加强大、灵活、易用的 API。虽然目前还处于 Stage 3 阶段,但我们有理由相信,它将会成为 JavaScript 中处理日期时间的官方标准。

表格总结:Date vs Temporal

特性 Date 对象 Temporal API
API 设计 混乱,不一致,难以使用 清晰,一致,易于使用
可变性 可变的 (mutable) 不可变的 (immutable)
时区处理 复杂,容易出错 准确,可靠
国际化 支持有限 支持多种日历系统和本地化格式
类型安全 缺乏类型信息 提供类型信息,可以与 TypeScript 等类型检查工具配合使用
性能 相对较快 可能稍慢,但可以通过优化来提高性能
适用场景 简单的时间处理,对精度要求不高 需要处理时区、日历、复杂的日期时间计算等场景
是否标准 是标准 提案中,尚未成为正式标准
浏览器支持 广泛 有限,需要 polyfill

代码示例:一个简单的日历应用

为了更好地理解 Temporal API 的用法,我们来看一个简单的日历应用示例。这个应用可以显示当前月份的日历,并支持切换月份。

<!DOCTYPE html>
<html>
<head>
  <title>Temporal Calendar</title>
  <style>
    .calendar {
      width: 300px;
      border: 1px solid #ccc;
    }
    .header {
      display: flex;
      justify-content: space-between;
      padding: 10px;
      background-color: #f0f0f0;
    }
    .days {
      display: grid;
      grid-template-columns: repeat(7, 1fr);
      text-align: center;
    }
    .day {
      padding: 5px;
      border: 1px solid #eee;
    }
    .today {
      background-color: #ff0;
    }
  </style>
</head>
<body>
  <div id="calendar" class="calendar">
    <div class="header">
      <button id="prevMonth">&lt;</button>
      <span id="monthYear"></span>
      <button id="nextMonth">&gt;</button>
    </div>
    <div id="days" class="days"></div>
  </div>

  <script>
    // 获取 DOM 元素
    const calendarEl = document.getElementById('calendar');
    const monthYearEl = document.getElementById('monthYear');
    const daysEl = document.getElementById('days');
    const prevMonthBtn = document.getElementById('prevMonth');
    const nextMonthBtn = document.getElementById('nextMonth');

    // 当前月份
    let currentMonth = Temporal.Now.plainDate('iso8601').with({ day: 1 });

    // 渲染日历
    function renderCalendar(month) {
      // 设置月份和年份
      monthYearEl.textContent = month.year + '年' + month.month + '月';

      // 清空日历
      daysEl.innerHTML = '';

      // 获取当月第一天是星期几
      const firstDayOfWeek = month.dayOfWeek;

      // 获取当月有多少天
      const daysInMonth = month.daysInMonth;

      // 渲染空白单元格
      for (let i = 1; i < firstDayOfWeek; i++) {
        const dayEl = document.createElement('div');
        dayEl.classList.add('day');
        daysEl.appendChild(dayEl);
      }

      // 渲染日期单元格
      for (let i = 1; i <= daysInMonth; i++) {
        const dayEl = document.createElement('div');
        dayEl.classList.add('day');
        dayEl.textContent = i;

        // 标记今天
        const today = Temporal.Now.plainDate('iso8601');
        if (month.year === today.year && month.month === today.month && i === today.day) {
          dayEl.classList.add('today');
        }

        daysEl.appendChild(dayEl);
      }
    }

    // 切换到上个月
    prevMonthBtn.addEventListener('click', () => {
      currentMonth = currentMonth.subtract({ months: 1 });
      renderCalendar(currentMonth);
    });

    // 切换到下个月
    nextMonthBtn.addEventListener('click', () => {
      currentMonth = currentMonth.add({ months: 1 });
      renderCalendar(currentMonth);
    });

    // 初始化日历
    renderCalendar(currentMonth);
  </script>
</body>
</html>

这个示例展示了如何使用 Temporal API 来处理日期,包括获取月份信息、计算日期、渲染日历等。

总结

Temporal API 是一项令人兴奋的技术,它有望彻底改变 JavaScript 中日期时间处理的方式。虽然目前还处于发展阶段,但我们应该积极关注它,并尝试在项目中应用它。

今天的讲座就到这里,感谢大家的收看!希望大家都能成为时间旅行的高手!

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