批处理万年历(包括农历日期),任一天是星期几的算法jackMeng

从网上找来一个使用批处理写的日历的脚本

基姆拉尔森计算公式W=(d+2*m+3*(m+1)/5+y+y/4-y/100+y/400)mod7在公式中d表示日期中的日数+1,m表示月份数,y表示年数。注意:在公式中有个与其他公式不同的地方:把一月和二月看成是上一年的十三月和十四月,例:如果是2004-1-10则换算成:2003-13-10来代入公式计算。

出生公元年数÷12,然后根据除得的商的余数,对照生肖排列就马上可以知道。生肖排列是:猴(0)、鸡(1)、狗(2)、猪(3)、鼠(4)、牛(5)、虎(6)、兔(7)、龙(8)、蛇(9)、马(10)、羊(11)。

首先要能记住十大天干和十二地支,十天干:甲、乙、丙、丁、戊、己、庚、辛、壬、癸;十二地支:子、丑、寅、卯、辰、巳、午、未、申、酉、戌、亥;天干地支纪年法首先是天干在前,地支在后,比如今年2005就为-乙酉年,先来算算天干,有个公式:4、5、6、7、8、9、0、1、2、3对应的十天干就是甲、乙、丙、丁、戊、己、庚、辛、壬、癸,数字为年代的最后的一位数字,比如今年是2005,最后一位是5,对应的天干就是乙;地支的算法:用年代数除以12,后面的余数就代表某个地支,余数分别为:4、5、6、7、8、9、10、11、0、1、2、3,代表地支为:子、丑、寅、卯、辰、巳、午、未、申、酉、戌、亥,比如2005年为例:年代末尾数为5,对应的天干为乙,2005除以12,余数为1,对应的地支为酉,所以2005年为乙酉年。

阴历日期是以月亮的圆缺为计月单位,其以逢朔为初一,以月望为十五(大月为十六日),以月晦为二十九日(大月为三十日)。然而目前记时通常用阳历日期表达,如欲将阳历日期换算成阴历日期可以用以下两种方法:其一是查《新编万年历》,如查1984年6月8日是阴历几日?翻开万年历6月10日是阴历十一,则逆推6月8日是阴历初九。其二可以利用公式推算阴历日期:设:公元年数-1977(或1901)=4Q+R则:阴历日期=14Q+10.6(R+1)+年内日期序数-29.5n(注:式中Q、R、n均为自然数,R<4)例:1994年5月7日的阴历日期为:1994-1977=17=4×4+1故:Q=4,R=1则:5月7日的阴历日期为:14×4+10.6(1+1)+(31+28+31+30+7)-29.5n=204.2-29.5n然后用29.5去除204.2得商数6......27.2,6即是n值,余数27即是阴历二十七日。

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---作者葛勤民

摘要:

最常见的公式:

W=[Y-1]+[(Y-1)/4]-[(Y-1)/100]+[(Y-1)/400]+D

Y是年份数,D是这一天在这一年中的累积天数,也就是这一天在这一年中是第几天。

最好用的是蔡勒公式:

W=[C/4]-2C+y+[y/4]+[13*(M+1)/5]+d-1

C是世纪数减一,y是年份后两位,M是月份,d是日数。1月和2月要按上一年的13月和14月来算,这时C和y均按上一年取值。

两个公式中的[...]均指只取计算结果的整数部分。算出来的W除以7,余数是几就是星期几。如果余数是0,则为星期日。---------------------------------------------------------------------------

在日常生活中,我们常常遇到要知道某一天是星期几的问题。有时候,我们还想知道历史上某一天是星期几。通常,解决这个方法的有效办法是看日历,但是我们总不会随时随身带着日历,更不可能随时随身带着几千年的万年历。假如是想在计算机编程中计算某一天是星期几,预先把一本万年历存进去就更不现实了。这时候是不是有办法通过什么公式,从年月日推出这一天是星期几呢?答案是肯定的。其实我们也常常在这样做。我们先举一个简单的例子。比如,知道了2004年5月1日是星期六,那么2004年5月31日“世界无烟日”是星期几就不难推算出来。我们可以掰着指头从1日数到31日,同时数星期,最后可以数出5月31日是星期一。其实运用数学计算,可以不用掰指头。我们知道星期是七天一轮回的,所以5月1日是星期六,七天之后的5月8日也是星期六。在日期上,8-1=7,正是7的倍数。同样,5月15日、5月22日和5月29日也是星期六,它们的日期和5月1日的差值分别是14、21和28,也都是7的倍数。那么5月31日呢?31-1=30,虽然不是7的倍数,但是31除以7,余数为2,这就是说,5月31日的星期,是在5月1日的星期之后两天。星期六之后两天正是星期一。

这个简单的计算告诉我们计算星期的一个基本思路:首先,先要知道在想算的日子之前的一个确定的日子是星期几,拿这一天做为推算的标准,也就是相当于一个计算的“原点”。其次,知道想算的日子和这个确定的日子之间相差多少天,用7除这个日期的差值,余数就表示想算的日子的星期在确定的日子的星期之后多少天。如果余数是0,就表示这两天的星期相同。显然,如果把这个作为“原点”的日子选为星期日,那么余数正好就等于星期几,这样计算就更方便了。

因此,对于从公元前1年(或公元0年)12月31日到某一日子的年份Y之间的所有整年中的闰年数,就等于

[(Y-1)/4]-[(Y-1)/100]+[(Y-1)/400],

[...]表示只取整数部分。第一项表示需要加上被4整除的年份数,第二项表示需要去掉被100整除的年份数,第三项表示需要再加上被400整除的年份数。之所以Y要减一,这样,我们就得到了第一个计算某一天是星期几的公式:

W=(Y-1)*365+[(Y-1)/4]-[(Y-1)/100]+[(Y-1)/400]+D.(1)

其中D是这个日子在这一年中的累积天数。算出来的W就是公元前1年(或公元0年)12月31日到这一天之间的间隔日数。把W用7除,余数是几,这一天就是星期几。比如我们来算2004年5月1日:

W=(2004-1)*365+[(2004-1)/4]-[(2004-1)/100]+[(2004-1)/400]+31+29+31+30+1)=731702,

731702/7=104528……6,余数为六,说明这一天是星期六。这和事实是符合的。

上面的公式(1)虽然很准确,但是计算出来的数字太大了,使用起来很不方便。仔细想想,其实这个间隔天数W的用处仅仅是为了得到它除以7之后的余数。这启发我们是不是可以简化这个W值,只要找一个和它余数相同的较小的数来代替,用数论上的术语来说,就是找一个和它同余的较小的正整数,照样可以计算出准确的星期数。

显然,W这么大的原因是因为公式中的第一项(Y-1)*365太大了。其实,

(Y-1)*365=(Y-1)*(364+1)=(Y-1)*(7*52+1)=52*(Y-1)*7+(Y-1),

这个结果的第一项是一个7的倍数,除以7余数为0,因此(Y-1)*365除以7的余数其实就等于Y-1除以7的余数。这个关系可以表示为:

(Y-1)*365≡Y-1(mod7).

其中,≡是数论中表示同余的符号,mod7的意思是指在用7作模数(也就是除数)的情况下≡号两边的数是同余的。因此,完全可以用(Y-1)代替(Y-1)*365,这样我们就得到了那个著名的、也是最常见到的计算星期几的公式:

W=(Y-1)+[(Y-1)/4]-[(Y-1)/100]+[(Y-1)/400]+D.(2)

这个公式虽然好用多了,但还不是最好用的公式,因为累积天数D的计算也比较麻烦。是不是可以用月份数和日期直接计算呢?答案也是肯定的。我们不妨来观察一下各个月的日数,列表如下:

月份:1月2月3月4月5月6月7月8月9月10月11月12月--------------------------------------------------------------------------天数:3128(29)31303130313130313031

如果把这个天数都减去28(=4*7),不影响W除以7的余数值。这样我们就得到另一张表:

月份:1月2月3月4月5月6月7月8月9月10月11月12月------------------------------------------------------------------------剩余天数:30(1)3232332323平年累积:33681113161921242629闰年累积:34791214172022252730

仔细观察的话,我们会发现除去1月和2月,3月到7月这五个月的剩余天数值是3,2,3,2,3;8月到12月这五个月的天数值也是3,2,3,2,3,正好是一个重复。相应的累积天数中,后一月的累积天数和前一月的累积天数之差减去28就是这个重复。正是因为这种规律的存在,平年和闰年的累积天数可以用数学公式很方便地表达:

╭d;(当M=1)D={31+d;(当M=2)(3)╰[13*(M+1)/5]-7+(M-1)*28+d+i.(当M≥3)

其中[...]仍表示只取整数部分;M和d分别是想算的日子的月份和日数;平年i=0,闰年=1。对于M≥3的表达式需要说明一下:[13*(M+1)/5]-7算出来的就是上面第二个表中的平年累积值,再加上(M-1)*28就是想算的日子的月份之前的所有月份的总天数。这是一个很巧妙的办法,利用取整运算来实现3,2,3,2,3的循环。比如,对2004年5月1日,有:D=[13*(5+1)/5]-7+(5-1)*28+1+1=122,

这正是5月1日在2004年的累积天数。

假如,我们再变通一下,把1月和2月当成是上一年的“13月”和“14月”,不仅仍然符合这个公式,而且因为这样一来,闰日成了上一“年”(一共有14个月)的最后一天,成了d的一部分,于是平闰年的影响也去掉了,公式就简化成:

D=[13*(M+1)/5]-7+(M-1)*28+d.(3≤M≤14)(4)

上面计算星期几的公式,也就可以进一步简化成:

W=(Y-1)+[(Y-1)/4]-[(Y-1)/100]+[(Y-1)/400]+[13*(M+1)/5]-7+(M-1)*28+d.

因为其中的-7和(M-1)*28两项都可以被7整除,所以去掉这两项,W除以7的余数不变,公式变成:

W=(Y-1)+[(Y-1)/4]-[(Y-1)/100]+[(Y-1)/400]+[13*(M+1)/5]+d.(5)

当然,要注意1月和2月已经被当成了上一年的13月和14月,因此在计算1月和2月的日子的星期时,除了M要按13或14算,年份Y也要减一。比如,2004年1月1日是星期四,用这个公式来算,有:

W=(2003-1)+[(2003-1)/4]-[(2003-1)/100]+[(2003-1)/400]+[13*(13+1)/5]+1=2002+500-20+5+36+1=2524;2524/7=360……4.这和实际是一致的。

公式(5)已经是从年、月、日来算星期几的公式了,但它还不是最简练的,对于年份的处理还有改进的方法。我们先来用这个公式算出每个世纪第一年3月1日的星期,列表如下:

年份:1(401,801,…,2001)101(501,901,…,2101)----------------------------------------------------------------------------星期:42----------------------------------------------------------------------------年份:201(601,1001,…,2201)301(701,1101,…,2301)----------------------------------------------------------------------------星期:05

可以看出,每隔四个世纪,这个星期就重复一次。假如我们把301(701,1101,…,2301)年3月1日的星期数看成是-2(按数论中对余数的定义,-2和5除以7的余数相同,所以可以做这样的变换),那么这个重复序列正好就是一个4,2,0,-2的等差数列。据此,我们可以得到下面的计算每个世纪第一年3月1日的星期的公式:

W=(4-Cmod4)*2-4.(6)

式中,C是该世纪的世纪数减一,mod表示取模运算,即求余数。比如,对于2001年3月1日,C=20,则:

W=(4-20mod4)*2-4=8-4=4.

把公式(6)代入公式(5),经过变换,可得:

(Y-1)+[(Y-1)/4]-[(Y-1)/100]+[(Y-1)/400]≡(4-Cmod4)*2-1(mod7).(7)

因此,公式(5)中的(Y-1)+[(Y-1)/4]-[(Y-1)/100]+[(Y-1)/400]这四项,在计算每个世纪第一年的日期的星期时,可以用(4-Cmod4)*2-1来代替。这个公式写出来就是:

W=(4-Cmod4)*2-1+[13*(M+1)/5]+d.(8)

有了计算每个世纪第一年的日期星期的公式,计算这个世纪其他各年的日期星期的公式就很容易得到了。因为在一个世纪里,末尾为00的年份是最后一年,因此就用不着再考虑“一百年不闰,四百年又闰”的规则,只须考虑“四年一闰”的规则。仿照由公式(1)简化为公式(2)的方法,我们很容易就可以从式(8)得到一个比公式(5)更简单的计算任意一天是星期几的公式:

W=(4-Cmod4)*2-1+(y-1)+[y/4]+[13*(M+1)/5]+d.(9)

式中,y是年份的后两位数字。

如果再考虑到取模运算不是四则运算,我们还可以把(4-Cmod4)*2进一步改写成只含四则运算的表达式。因为世纪数减一C除以4的商数q和余数r之间有如下关系:

4q+r=C,

其中r即是Cmod4,因此,有:

r=C-4q=C-4*[C/4].(10)

(4-Cmod4)*2=(4-C+4*[C/4])*2=8-2C+8*[C/4]≡[C/4]-2C+1(mod7).(11)

把式(11)代入(9),得到:

W=[C/4]-2C+y+[y/4]+[13*(M+1)/5]+d-1.(12)

这个公式由世纪数减一、年份末两位、月份和日数即可算出W,再除以7,得到的余数是几就表示这一天是星期几,唯一需要变通的是要把1月和2月当成上一年的13月和14月,C和y都按上一年的年份取值。因此,人们普遍认为这是计算任意一天是星期几的最好的公式。这个公式最早是由德国数学家克里斯蒂安·蔡勒(ChristianZeller,1822-1899)在1886年推导出的,因此通称为蔡勒公式(Zeller’sFormula)。为方便口算,式中的[13*(M+1)/5]也往往写成[26*(M+1)/10]。

现在仍然让我们来算2004年5月1日的星期,显然C=20,y=4,M=5,d=1,代入蔡勒公式,有:

W=[20/4]-40+4+1+[13*(5+1)/5]+1-1=-15.

注意负数不能按习惯的余数的概念求余数,只能按数论中的余数的定义求余。为了方便计算,我们可以给它加上一个7的整数倍,使它变为一个正数,比如加上70,得到55。再除以7,余6,说明这一天是星期六。这和实际是一致的,也和公式(2)计算所得的结果一致。

最后需要说明的是,上面的公式都是基于公历(格里高利历)的置闰规则来考虑的。对于儒略历,蔡勒也推出了相应的公式是:

W=5-C+y+[y/4]+[13*(M+1)/5]+d-1.(13)

这样,我们终于一劳永逸地解决了不查日历计算任何一天是星期几的问题。

THE END
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