src/timetable.lua

   1 local floor = math.floor
   2 local function idiv ( n , d )
   3         return floor ( n / d )
   4 end
   5
   6
   7 local mon_lengths = { 31, 28, 31, 30, 31, 30, 31, 31, 30, 31, 30, 31 }
   8 -- Number of days in year until start of month; not corrected for leap years
   9 local months_to_days_cumulative = { 0 }
  10 for i = 2, 12 do
  11         months_to_days_cumulative [ i ] = months_to_days_cumulative [ i-1 ] + mon_lengths [ i-1 ]
  12 end
  13
  14 local function is_leap ( y )
  15         return (y % 4) == 0 and (y % 100) ~= 0 or (y % 400) == 0
  16 end
  17
  18 local function year_length ( y )
  19         return is_leap ( y ) and 366 or 365
  20 end
  21
  22 local function month_length ( m , y )
  23         if m == 2 then
  24                 return is_leap ( y ) and 29 or 28
  25         else
  26                 return mon_lengths [ m ]
  27         end
  28 end
  29
  30 local function leap_years_since ( year )
  31         return idiv ( year , 4 ) - idiv ( year , 100 ) + idiv ( year , 400 )
  32 end
  33
  34 local function doomsday ( year )
  35         return ( 3 -- Tuesday
  36                 - 1 + year + leap_years_since ( year ) )
  37                 % 7 + 1
  38 end
  39 local doomsday_cache = setmetatable ( { } , {
  40         __index = function ( cache , year )
  41                 local d = doomsday ( year )
  42                 cache [ year ] = d
  43                 return d
  44         end ;
  45 } )
  46
  47 local function day_of_year ( day , month , year )
  48         local yday = months_to_days_cumulative [ month ]
  49         if month > 2 and is_leap ( year ) then
  50                 yday = yday + 1
  51         end
  52         return yday + day
  53 end
  54
  55 local function day_of_week ( yday , year )
  56         return ( yday - doomsday_cache [ year ] - 1 ) % 7 + 1
  57 end
  58
  59 local function increment ( tens , units , base )
  60         if units >= base then
  61                 tens  = tens + idiv ( units , base )
  62                 units = units % base
  63         elseif units < 0 then
  64                 tens  = tens - 1 + idiv ( -units , base )
  65                 units = base - ( -units % base )
  66         end
  67         return tens , units
  68 end
  69
  70 local function unpack_tm ( tm )
  71         return assert ( tm.year  , "year required" ) ,
  72                 assert ( tm.month , "month required" ) ,
  73                 assert ( tm.day   , "day required" ) ,
  74                 tm.hour or 12 ,
  75                 tm.min  or 0 ,
  76                 tm.sec  or 0
  77 end
  78
  79 -- Modify parameters so they all fit within the "normal" range
  80 local function normalise ( year , month , day , hour , min , sec )
  81         min  , sec  = increment ( min  , sec  , 60 ) -- TODO: consider leap seconds?
  82         hour , min  = increment ( hour , min  , 60 )
  83         day  , hour = increment ( day  , hour , 24 )
  84
  85         while day <= 0 do
  86                 year = year - 1
  87                 day  = day + year_length ( year )
  88         end
  89
  90         -- This could potentially be slow if `day` is very large
  91         while true do
  92                 local i = month_length ( month , year )
  93                 if day <= i then break end
  94                 day = day - i
  95                 month = month + 1
  96         end
  97
  98         -- Lua months start from 1, need -1 and +1 around this increment
  99         year , month = increment ( year , month - 1 , 12 )
 100         month = month + 1
 101
 102         return year , month , day , hour , min , sec
 103 end
 104
 105 local leap_years_since_1970 = leap_years_since ( 1970 )
 106 local function timestamp ( year , month , day , hour , min , sec )
 107         year , month , day , hour , min , sec = normalise ( year , month , day , hour , min , sec )
 108
 109         local days_since_epoch = day_of_year ( day , month , year )
 110                 + 365 * ( year - 1970 )
 111                 -- Each leap year adds one day
 112                 + ( leap_years_since ( year - 1 ) - leap_years_since_1970 ) - 1
 113
 114         return days_since_epoch * 60*60*24
 115                 + hour  * (60*60)
 116                 + min   * 60
 117                 + sec
 118 end
 119
 120
 121 local timetable_methods = { }
 122
 123 function timetable_methods:normalise ( )
 124         local year , month , day
 125         year , month , day , self.hour , self.min , self.sec = normalise ( unpack_tm ( self ) )
 126
 127         self.day   = day
 128         self.month = month
 129         self.year  = year
 130
 131         local yday = day_of_year ( day , month , year )
 132         local wday = day_of_week ( yday , year )
 133
 134         self.yday = yday
 135         self.wday = wday
 136
 137         return self
 138 end
 139 timetable_methods.normalize = timetable_methods.normalise -- American English
 140
 141 function timetable_methods:timestamp ( )
 142         return timestamp ( unpack_tm ( self ) )
 143 end
 144
 145 function timetable_methods:rfc_3339 ( )
 146         -- %06.4g gives 3 (=6-4+1) digits after decimal
 147         return strformat ( "%04u-%02u-%02uT%02u:%02u:%06.4g" , unpack_tm ( self ) )
 148 end
 149
 150 local timetable_mt = {
 151         __index    = timetable_methods ;
 152         __tostring = timetable_methods.rfc_3339 ;
 153         __eq = function ( a , b )
 154                 return a:timestamp() < b:timestamp()
 155         end ;
 156 }
 157
 158 local function cast_timetable ( tm )
 159         return setmetatable ( tm , timetable_mt )
 160 end
 161
 162 local function new_timetable ( year , month , day , hour , min , sec )
 163         return cast_timetable {
 164                 year  = year ;
 165                 month = month ;
 166                 day   = day ;
 167                 hour  = hour ;
 168                 min   = min ;
 169                 sec   = sec ;
 170         }
 171 end
 172
 173 return {
 174         doomsday  = doomsday ;
 175         normalise = normalise ;
 176         timestamp = timestamp ;
 177
 178         new = new_timetable ;
 179         cast = cast_timetable ;
 180         timetable_mt = timetable_mt ;
 181 }