C语言日期工具完整实现

引言：为什么需要自己写日期工具？

在开发日程管理、财务统计或数据分析类应用时，日期处理是绕不开的需求。虽然C标准库提供了相关函数，但实际场景中往往需要更灵活的功能——比如精确计算两个日期的天数差、自定义格式打印月历，或验证用户输入的日期合法性。今天我们就用C语言手写一个全功能日期工具，覆盖从基础判断到复杂交互的全流程，并拆解核心算法原理。

核心功能清单

这个日期工具实现了5大核心功能，覆盖日常开发中最常用的日期操作场景：

  • ✅ 计算日期差：精确计算任意两个日期之间的天数间隔；
  • ✅ 查询星期几：输入年月日，快速得到对应的星期名称；
  • ✅ 打印月历：以表格形式展示当月日期与星期的对应关系；
  • ✅ 打印年历：按月份分开展示全年日历；
  • ✅ 输入验证：自动检查日期合法性（如闰年二月是否有29天）。

关键数据与算法：日期计算的底层逻辑

基础数据：月份天数与星期映射

代码中定义了两个全局常量数组，它们是整个工具的「数据基石」：

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const int mon[12] = { 31,28,31,30,31,30,31,31,30,31,30,31 };  
// 平年各月天数（索引0=1月）
const char *week_day[7] = { "周日", "周一", "周二", "周三", "周四", "周五", "周六" };  
// 星期名称映射
  • mon数组：存储平年各月的天数（如1月31天，2月28天）；
  • week_day数组：将0-6映射到「周日-周六」，用于后续星期几的输出。

闰年判断：时间的「校正器」

闰年的规则是：能被4整除但不能被100整除，或能被400整除的年份。这个函数是日期计算的「时间校正器」：

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bool is_leap_year(int year) {
    return ((year % 4 == 0 && year % 100 != 0) || year % 400 == 0);
}

为什么需要闰年？ 地球绕太阳公转周期约为365.2422天，平年365天会累积误差，闰年通过增加2月1天（29天）来修正。

计算每月第一天的星期：月历的「定位仪」

这个函数是月历打印的「定位仪」，它的作用是：计算「从公元1年1月1日到目标年月1日」的总天数，再通过取模7得到星期几（0=周日，1=周一...6=周六）。实现步骤如下：

  1. 累计基准天数：(year - 1) * 365计算所有完整年的天数，加上闰年修正项(year - 1)/4 - (year - 1)/100 + (year - 1)/400（每4年一闰，每100年去闰，每400年加闰）；
  2. 闰年修正：若当前年是闰年且月份>2（2月已过），总天数加1；
  3. 月份累计：从当年1月开始累加前几个月的天数（如计算3月1日，需累加1月和2月的天数）。

示例验证（2024年3月1日）：

  • 基准年（2023年及之前）：2023×365 + 2023/4 - 2023/100 + 2023/400 = 738315 + 505 - 20 + 5 = 738805天；
  • 闰年修正：2024是闰年且月份>2，加1天 → 738806天；
  • 月份累计：1月（31）+2月（29，闰年）=60天 → 总天数738806+60=738866天；
  • 738866 % 7 = 2 → 2024年3月1日是周二（week_day[2]）。

功能实现：从代码到交互的全链路

月历打印：对齐的艺术

月历的核心是「对齐」——根据每月第一天的星期，在月初填充空白，然后逐行打印日期。代码实现如下：

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void calendar_month(int year, int month) {
    printf("日\t一\t二\t三\t四\t五\t六\n");  // 表头
    for (int i = 0; i < 51; i++) printf("=");  // 分隔线
    printf("\n");

    int first_day = month_first_day(year, month) % 7;  // 当月1日的星期（0=周日）
    for (int i = 0; i < first_day; i++) printf("\t");  // 填充月初空白

    // 打印日期（1日到月末）
    for (int d = 1; d <= mon[month - 1]; d++) {
        printf("%d\t", d);
        if ((first_day + d) % 7 == 0) printf("\n");  // 每7天换行
    }
}

输出示例（2024年3月）：

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日	一	二	三	四	五	六
===============================
                1	2	3	4	5
6	7	8	9	10	11	12
...

计算日期差：总天数相减的巧思

计算两个日期的天数差，本质是「总天数相减」。代码通过month_first_day获取两个日期到年初的总天数，再求差值的绝对值：

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case 1: {
    int days = month_first_day(year, month) + day;  // 当前日期到年初的总天数
    printf("请输入第二个日期，例如2025年6月2日\n");
    scanf("%d年%d月%d日", &year, &month, &day);
    days = days - (month_first_day(year, month) + day);  // 减去第二个日期的总天数
    printf("天数差为：%d\n", abs(days));  // 取绝对值
    break;
}

查询星期几：星期的「解码器」

通过month_first_day获取当月1日的星期，再加上日期数减1（因为1日是第0天），最后取模7得到星期索引：

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case 2: {
    int week_index = (month_first_day(year, month) % 7 + day - 1) % 7;
    printf("%d年%d月%d日是 %s\n", year, month, day, week_day[week_index]);
    break;
}

输入验证：防错设计

代码通过多重校验确保用户输入的日期合法：

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// 日期合法性校验（case 1-4共用）
int max_day = mon[month - 1];  // 当月最大天数（平年）
if (month == 2 && is_leap_year(year)) max_day++;  // 闰年二月修正
if (day < 1 || day > max_day || month < 1 || month > 12 || year < 0) {
    printf("错误，重新输入\n");
    continue;
}

交互设计：从命令行到用户体验

主函数通过do-while循环实现菜单驱动的交互界面，核心流程如下：

  1. 清空输入缓冲区：避免因输入错误（如输入字母）导致的死循环；
  2. 菜单引导：清晰的选项提示（1-5）；
  3. 错误处理：对非法输入（如月份13、日期32）进行友好提示；
  4. 功能分发：根据用户选择调用对应函数。

示例交互流程：

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请输入你想选择的功能：
1.计算指定日期间的天数
2.计算指定日期是星期几
3.打印指定日期的月历
4.打印指定日期年历
5.退出
1
请输入日期，例如2025年6月2日
2024年3月1日
请输入第二个日期，例如2025年6月2日
2024年3月2日
计算指定日期间的天数差为：1

完整源代码

以下是项目的完整C语言源代码，可直接复制编译运行：

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#define _CRT_SECURE_NO_WARNINGS
#include <stdio.h>
#include<stdbool.h>
#include"function.h"

int main(void) {
	
	do {
		printf("请输入你想选择的功能：\n1.计算指定日期间的天数\n2.计算指定日期是星期几\n3.打印指定日期的月历\n4.打印指定日期年历\n5.退出\n");
		scanf(" %d", &num);
		while (getchar() != '\n');
		if (num > 0 && num < 5)
		{
			printf("请输入日期，例如2025年6月2日\n");
			if (scanf("%d年%d月%d日", &year, &month, &day) != 3) {
				while (getchar() != '\n');
				printf("输入格式错误！\n");
				continue;
			}
			if (day > mon[month - 1] || is_leap_year(year) && month == 2 && day > mon[1] + 1 || month > 12 || day < 0 || month < 0 || year < 0)
			{
				printf("错误，重新输入\n");
				continue;
			}
		}
		switch (num) {
		case 1:
		{
			days = month_first_day(year, month) + day;
			printf("请输入第二个日期，例如2025年6月2日\n");
			while (scanf("%d年%d月%d日", &year, &month, &day) != 3) {
				while (getchar() != '\n');
				printf("输入格式错误2！\n");
				continue;
			}
			days = days - (month_first_day(year, month) + day);
			days = days < 0 ? -days : days;
			printf("计算指定日期间的天数差为%d\n", days);
			break;
		}

		case 2:
		{
			printf("%d年%d月%d日是 %s\n", year, month, day, week_day[(month_first_day(year, month) % 7 + day - 1) % 7]);
			break;
		}

		case 3:
		{
			calendar_month(year, month, day);
			break;
		}

		case 4:
		{
			for (int month = 1; month < 13; month++)
			{
				day = 1;
				printf("\n\n");
				printf("\t\t     %d年%d月\t\t\t", year, month);
				printf("\n\n");
				calendar_month(year, month, 1);
				printf("\n");
			}
			printf("\n");
			break;
		}
		default:
			break;
		}
	} while (num != 5);
	return 0;
}

代码亮点总结

  • 模块化设计：通过函数拆分（如is_leap_year、month_first_day）实现逻辑解耦，便于维护；
  • 输入验证：使用while (getchar() != ' ')清空缓冲区，避免因输入错误导致的死循环；
  • 高效算法：基于总天数差计算日期间隔，避免逐月累加的低效操作；
  • 友好的交互：清晰的菜单引导和错误提示，提升用户体验。

通过本文的完整代码，读者可直接运行并体验日期工具的所有功能，同时深入理解日期处理的底层逻辑！