luatz/timetable.lua

   1 local strftime = require "luatz.strftime".strftime
   2 local strformat = string.format
   3 local floor = math.floor
   4 local function idiv ( n , d )
   5         return floor ( n / d )
   6 end
   7
   8
   9 local mon_lengths = { 31, 28, 31, 30, 31, 30, 31, 31, 30, 31, 30, 31 }
  10 -- Number of days in year until start of month; not corrected for leap years
  11 local months_to_days_cumulative = { 0 }
  12 for i = 2, 12 do
  13         months_to_days_cumulative [ i ] = months_to_days_cumulative [ i-1 ] + mon_lengths [ i-1 ]
  14 end
  15 -- For Sakamoto's Algorithm (day of week)
  16 local sakamoto = {0, 3, 2, 5, 0, 3, 5, 1, 4, 6, 2, 4};
  17
  18 local function is_leap ( y )
  19         return (y % 4) == 0 and (y % 100) ~= 0 or (y % 400) == 0
  20 end
  21
  22 local function year_length ( y )
  23         return is_leap ( y ) and 366 or 365
  24 end
  25
  26 local function month_length ( m , y )
  27         if m == 2 then
  28                 return is_leap ( y ) and 29 or 28
  29         else
  30                 return mon_lengths [ m ]
  31         end
  32 end
  33
  34 local function leap_years_since ( year )
  35         return idiv ( year , 4 ) - idiv ( year , 100 ) + idiv ( year , 400 )
  36 end
  37
  38 local function day_of_year ( day , month , year )
  39         local yday = months_to_days_cumulative [ month ]
  40         if month > 2 and is_leap ( year ) then
  41                 yday = yday + 1
  42         end
  43         return yday + day
  44 end
  45
  46 local function day_of_week ( day , month , year )
  47         if month < 3 then
  48                 year = year - 1
  49         end
  50         return ( year + leap_years_since ( year ) + sakamoto[month] + day ) % 7 + 1
  51 end
  52
  53 local function increment ( tens , units , base )
  54         if units >= base then
  55                 tens  = tens + idiv ( units , base )
  56                 units = units % base
  57         elseif units < 0 then
  58                 tens  = tens - 1 + idiv ( -units , base )
  59                 units = base - ( -units % base )
  60         end
  61         return tens , units
  62 end
  63
  64 -- Modify parameters so they all fit within the "normal" range
  65 local function normalise ( year , month , day , hour , min , sec )
  66         min  , sec  = increment ( min  , sec  , 60 ) -- TODO: consider leap seconds?
  67         hour , min  = increment ( hour , min  , 60 )
  68         day  , hour = increment ( day  , hour , 24 )
  69
  70         while day <= 0 do
  71                 year = year - 1
  72                 day  = day + year_length ( year )
  73         end
  74
  75         -- Lua months start from 1, need -1 and +1 around this increment
  76         month = month - 1
  77         year , month = increment ( year , month , 12 )
  78         month = month + 1
  79
  80         -- This could potentially be slow if `day` is very large
  81         while true do
  82                 local i = month_length ( month , year )
  83                 if day <= i then break end
  84                 day = day - i
  85                 month = month + 1
  86                 if month > 12 then
  87                         month = 1
  88                         year = year + 1
  89                 end
  90         end
  91
  92         return year , month , day , hour , min , sec
  93 end
  94
  95 local leap_years_since_1970 = leap_years_since ( 1970 )
  96 local function timestamp ( year , month , day , hour , min , sec )
  97         year , month , day , hour , min , sec = normalise ( year , month , day , hour , min , sec )
  98
  99         local days_since_epoch = day_of_year ( day , month , year )
 100                 + 365 * ( year - 1970 )
 101                 -- Each leap year adds one day
 102                 + ( leap_years_since ( year - 1 ) - leap_years_since_1970 ) - 1
 103
 104         return days_since_epoch * (60*60*24)
 105                 + hour  * (60*60)
 106                 + min   * 60
 107                 + sec
 108 end
 109
 110
 111 local timetable_methods = { }
 112
 113 function timetable_methods:unpack ( )
 114         return assert ( self.year  , "year required" ) ,
 115                 assert ( self.month , "month required" ) ,
 116                 assert ( self.day   , "day required" ) ,
 117                 self.hour or 12 ,
 118                 self.min  or 0 ,
 119                 self.sec  or 0 ,
 120                 self.yday ,
 121                 self.wday
 122 end
 123
 124 function timetable_methods:normalise ( )
 125         local year , month , day
 126         year , month , day , self.hour , self.min , self.sec = normalise ( self:unpack ( ) )
 127
 128         self.day   = day
 129         self.month = month
 130         self.year  = year
 131         self.yday  = day_of_year ( day , month , year )
 132         self.wday  = day_of_week ( day , month , year )
 133
 134         return self
 135 end
 136 timetable_methods.normalize = timetable_methods.normalise -- American English
 137
 138 function timetable_methods:timestamp ( )
 139         return timestamp ( self:unpack ( ) )
 140 end
 141
 142 function timetable_methods:rfc_3339 ( )
 143         -- %06.3f gives 3 (=6-3) digits after decimal
 144         return strformat ( "%04u-%02u-%02uT%02u:%02u:%06.3f" , self:unpack ( ) )
 145 end
 146
 147 function timetable_methods:strftime ( format_string )
 148         return strftime ( format_string , self )
 149 end
 150
 151 local timetable_mt
 152
 153 local function coerce_arg ( t )
 154         if getmetatable ( t ) == timetable_mt then
 155                 return t:timestamp ( )
 156         end
 157         return t
 158 end
 159
 160 timetable_mt = {
 161         __index    = timetable_methods ;
 162         __tostring = timetable_methods.rfc_3339 ;
 163         __eq = function ( a , b )
 164                 return a:timestamp ( ) == b:timestamp ( )
 165         end ;
 166         __lt = function ( a , b )
 167                 return a:timestamp ( ) < b:timestamp ( )
 168         end ;
 169         __sub = function ( a , b )
 170                 return coerce_arg ( a ) - coerce_arg ( b )
 171         end ;
 172 }
 173
 174 local function cast_timetable ( tm )
 175         return setmetatable ( tm , timetable_mt )
 176 end
 177
 178 local function new_timetable ( year , month , day , hour , min , sec , yday , wday )
 179         return cast_timetable {
 180                 year  = year ;
 181                 month = month ;
 182                 day   = day ;
 183                 hour  = hour ;
 184                 min   = min ;
 185                 sec   = sec ;
 186                 yday  = yday ;
 187                 wday  = wday ;
 188         }
 189 end
 190
 191 function timetable_methods:clone ( )
 192         return new_timetable ( self:unpack ( ) )
 193 end
 194
 195 local function new_from_timestamp ( ts )
 196         return new_timetable ( 1970 , 1 , 1 , 0 , 0 , ts )
 197 end
 198
 199 return {
 200         day_of_year = day_of_year ;
 201         day_of_week = day_of_week ;
 202         normalise = normalise ;
 203         timestamp = timestamp ;
 204
 205         new = new_timetable ;
 206         new_from_timestamp = new_from_timestamp ;
 207         cast = cast_timetable ;
 208         timetable_mt = timetable_mt ;
 209 }