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《C# DateTime与时间戳转换》

在C#开发中，处理日期时间（DateTime）和时间戳（Timestamp）的转换是常见需求。时间戳通常指Unix时间戳，表示从1970年1月1日00:00:00 UTC（协调世界时）到当前时间的秒数或毫秒数。本文将详细介绍如何在C#中实现DateTime与时间戳的双向转换，包括UTC时间处理、时区转换、性能优化等关键点。

一、时间戳基础概念

时间戳分为两种类型：

• 秒级时间戳：10位数字，精确到秒
• 毫秒级时间戳：13位数字，精确到毫秒

例如，2023年1月1日12:00:00 UTC的秒级时间戳为1672560000，毫秒级时间戳为1672560000000。

二、DateTime转时间戳

1. 秒级时间戳转换

核心逻辑：将DateTime转换为UTC时间后，减去Unix纪元（1970-01-01）的总秒数。

public static long DateTimeToUnixTimestamp(DateTime dateTime)
{
    DateTime unixEpoch = new DateTime(1970, 1, 1, 0, 0, 0, DateTimeKind.Utc);
    return (long)(dateTime.ToUniversalTime() - unixEpoch).TotalSeconds;
}

使用示例：

DateTime now = DateTime.Now;
long timestamp = DateTimeToUnixTimestamp(now);
Console.WriteLine($"当前秒级时间戳: {timestamp}");

2. 毫秒级时间戳转换

只需将TotalSeconds改为TotalMilliseconds：

public static long DateTimeToUnixTimestampMilliseconds(DateTime dateTime)
{
    DateTime unixEpoch = new DateTime(1970, 1, 1, 0, 0, 0, DateTimeKind.Utc);
    return (long)(dateTime.ToUniversalTime() - unixEpoch).TotalMilliseconds;
}

3. 时区处理注意事项

必须显式调用ToUniversalTime()将本地时间转为UTC，否则时区偏移会导致错误结果：

// 错误示例（未转换时区）
DateTime localTime = DateTime.Now;
long wrongTimestamp = (long)(localTime - new DateTime(1970, 1, 1)).TotalSeconds; // 结果错误

// 正确做法
long correctTimestamp = (long)(localTime.ToUniversalTime() - new DateTime(1970, 1, 1)).TotalSeconds;

三、时间戳转DateTime

1. 秒级时间戳转DateTime

核心逻辑：从Unix纪元开始增加指定秒数，并指定为UTC时间。

public static DateTime UnixTimestampToDateTime(long timestamp)
{
    DateTime unixEpoch = new DateTime(1970, 1, 1, 0, 0, 0, DateTimeKind.Utc);
    return unixEpoch.AddSeconds(timestamp).ToLocalTime(); // 转为本地时间
}

若需保留UTC时间，移除ToLocalTime()调用。

2. 毫秒级时间戳转DateTime

使用AddMilliseconds方法：

public static DateTime UnixTimestampMillisecondsToDateTime(long timestamp)
{
    DateTime unixEpoch = new DateTime(1970, 1, 1, 0, 0, 0, DateTimeKind.Utc);
    return unixEpoch.AddMilliseconds(timestamp).ToLocalTime();
}

3. 边界值处理

处理超出DateTime范围的值（约±10000年）：

public static DateTime SafeUnixTimestampToDateTime(long timestamp)
{
    try
    {
        DateTime unixEpoch = new DateTime(1970, 1, 1, 0, 0, 0, DateTimeKind.Utc);
        return unixEpoch.AddSeconds(timestamp);
    }
    catch (ArgumentOutOfRangeException)
    {
        return DateTime.MinValue; // 或抛出自定义异常
    }
}

四、性能优化技巧

1. 缓存Unix纪元对象

避免每次转换都创建新的DateTime对象：

public static class UnixTimeConverter
{
    private static readonly DateTime UnixEpoch = new DateTime(1970, 1, 1, 0, 0, 0, DateTimeKind.Utc);

    public static long ToTimestamp(DateTime dateTime)
    {
        return (long)(dateTime.ToUniversalTime() - UnixEpoch).TotalSeconds;
    }
}

2. 使用Span处理字符串（.NET Core 3.0+）

高效解析时间戳字符串：

public static DateTime ParseTimestampString(ReadOnlySpan timestampSpan)
{
    if (long.TryParse(timestampSpan, out long timestamp))
    {
        return UnixEpoch.AddSeconds(timestamp);
    }
    throw new FormatException("无效的时间戳格式");
}

五、跨平台时区处理

1. 使用TimeZoneInfo

精确处理不同时区的转换：

public static DateTime ConvertTimestampToLocalTime(long timestamp, string timeZoneId)
{
    DateTime utcTime = UnixEpoch.AddSeconds(timestamp);
    TimeZoneInfo zone = TimeZoneInfo.FindSystemTimeZoneById(timeZoneId);
    return TimeZoneInfo.ConvertTimeFromUtc(utcTime, zone);
}

常用时区ID：

• "China Standard Time"（北京时间）
• "Eastern Standard Time"（美国东部时间）

2. IANA时区支持（.NET 6+）

使用System.TimeZoneInfo的扩展方法：

// 需安装Microsoft.Extensions.Options包
public static DateTime ConvertFromIanaTimeZone(long timestamp, string ianaTimeZone)
{
    var utcTime = UnixEpoch.AddSeconds(timestamp);
    return TimeZoneInfo.ConvertTimeBySystemTimeZoneId(utcTime, ianaTimeZone);
}

六、实际应用场景

1. API接口时间处理

接收时间戳参数的示例：

[HttpGet("events/{timestamp}")]
public IActionResult GetEventsByTimestamp(long timestamp)
{
    DateTime queryTime = UnixEpoch.AddSeconds(timestamp);
    var events = _context.Events
        .Where(e => e.EventTime >= queryTime)
        .ToList();
    return Ok(events);
}

2. 日志系统时间同步

生成带时间戳的日志：

public class TimestampLogger
{
    public void Log(string message)
    {
        long timestamp = (long)(DateTime.UtcNow - UnixEpoch).TotalSeconds;
        Console.WriteLine($"[{timestamp}] {message}");
    }
}

七、常见问题解决方案

1. 16位时间戳问题

某些系统使用16位年份表示的时间戳，需特殊处理：

public static DateTime Parse16BitTimestamp(ushort timestamp)
{
    // 假设16位时间戳从1980年开始
    int baseYear = 1980;
    return new DateTime(baseYear + (timestamp >> 9), 
                       (timestamp >> 5) & 0x0F, 
                       timestamp & 0x1F);
}

2. JavaScript时间戳兼容

JavaScript使用毫秒级时间戳，C#需除以1000：

public static long JsTimestampToCSharp(double jsTimestamp)
{
    return (long)(jsTimestamp / 1000); // 转为秒级
}

八、单元测试示例

使用xUnit进行转换测试：

public class UnixTimeTests
{
    [Fact]
    public void DateTimeToTimestamp_RoundTrip()
    {
        DateTime testTime = new DateTime(2023, 1, 1, 0, 0, 0, DateTimeKind.Utc);
        long timestamp = (long)(testTime - UnixEpoch).TotalSeconds;
        DateTime converted = UnixEpoch.AddSeconds(timestamp);
        Assert.Equal(testTime, converted);
    }

    [Fact]
    public void TimestampToDateTime_LocalConversion()
    {
        long timestamp = 1672560000; // 2023-01-01 00:00:00 UTC
        DateTime localTime = UnixEpoch.AddSeconds(timestamp).ToLocalTime();
        // 验证时区偏移是否正确
        Assert.True(localTime.Hour >= 0 && localTime.Hour 

九、扩展方法实现

为DateTime添加扩展方法：

public static class DateTimeExtensions
{
    private static readonly DateTime UnixEpoch = new DateTime(1970, 1, 1, 0, 0, 0, DateTimeKind.Utc);

    public static long ToUnixTimestamp(this DateTime dateTime)
    {
        return (long)(dateTime.ToUniversalTime() - UnixEpoch).TotalSeconds;
    }

    public static DateTime FromUnixTimestamp(this long timestamp)
    {
        return UnixEpoch.AddSeconds(timestamp);
    }
}

// 使用示例
DateTime now = DateTime.Now;
long ts = now.ToUnixTimestamp();
DateTime restored = ts.FromUnixTimestamp();

十、.NET 7+新特性

DateTime在.NET 7中新增的DateOnly/TimeOnly支持：

public static long DateOnlyToTimestamp(DateOnly date)
{
    DateTime dt = date.ToDateTime(new TimeOnly(0, 0), DateTimeKind.Utc);
    return (long)(dt - UnixEpoch).TotalSeconds;
}

关键词：C#、DateTime、时间戳转换、Unix时间戳、UTC时间、时区处理、性能优化、扩展方法、.NET时间处理

简介：本文全面介绍C#中DateTime与Unix时间戳的双向转换方法，涵盖秒级/毫秒级时间戳处理、时区转换、性能优化技巧及实际应用场景，提供完整的代码示例和单元测试方案。

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