basis/calendar/calendar.factor

   1 ! Copyright (C) 2007 Doug Coleman.
   2 ! See http://factorcode.org/license.txt for BSD license.
   3 USING: accessors arrays classes.tuple combinators
   4 combinators.short-circuit kernel locals math math.functions
   5 math.order sequences summary system vocabs vocabs.loader ;
   6 IN: calendar
   7
   8 HOOK: gmt-offset os ( -- hours minutes seconds )
   9
  10 HOOK: gmt os ( -- timestamp )
  11
  12 TUPLE: duration
  13     { year real }
  14     { month real }
  15     { day real }
  16     { hour real }
  17     { minute real }
  18     { second real } ;
  19
  20 C: <duration> duration
  21
  22 : instant ( -- duration ) 0 0 0 0 0 0 <duration> ;
  23
  24 TUPLE: timestamp
  25     { year integer }
  26     { month integer }
  27     { day integer }
  28     { hour integer }
  29     { minute integer }
  30     { second real }
  31     { gmt-offset duration } ;
  32
  33 C: <timestamp> timestamp
  34
  35 : gmt-offset-duration ( -- duration )
  36     0 0 0 gmt-offset <duration> ; inline
  37
  38 : <date> ( year month day -- timestamp )
  39     0 0 0 gmt-offset-duration <timestamp> ; inline
  40
  41 : <date-gmt> ( year month day -- timestamp )
  42     0 0 0 instant <timestamp> ; inline
  43
  44 : <year> ( year -- timestamp )
  45     1 1 <date> ; inline
  46
  47 : <year-gmt> ( year -- timestamp )
  48     1 1 <date-gmt> ; inline
  49
  50 ERROR: not-a-month ;
  51 M: not-a-month summary
  52     drop "Months are indexed starting at 1" ;
  53
  54 <PRIVATE
  55
  56 : check-month ( n -- n )
  57     [ not-a-month ] when-zero ;
  58
  59 PRIVATE>
  60
  61 CONSTANT: month-names
  62     {
  63         "January" "February" "March" "April" "May" "June"
  64         "July" "August" "September" "October" "November" "December"
  65     }
  66
  67 GENERIC: month-name ( obj -- string )
  68
  69 M: integer month-name check-month 1 - month-names nth ;
  70 M: timestamp month-name month>> 1 - month-names nth ;
  71
  72 CONSTANT: month-abbreviations
  73     {
  74         "Jan" "Feb" "Mar" "Apr" "May" "Jun"
  75         "Jul" "Aug" "Sep" "Oct" "Nov" "Dec"
  76     }
  77
  78 : month-abbreviation ( n -- string )
  79     check-month 1 - month-abbreviations nth ;
  80
  81 CONSTANT: day-counts { 0 31 28 31 30 31 30 31 31 30 31 30 31 }
  82
  83 CONSTANT: day-names
  84     { "Sunday" "Monday" "Tuesday" "Wednesday" "Thursday" "Friday" "Saturday" }
  85
  86 CONSTANT: day-abbreviations2
  87     { "Su" "Mo" "Tu" "We" "Th" "Fr" "Sa" }
  88
  89 : day-abbreviation2 ( n -- string )
  90     day-abbreviations2 nth ; inline
  91
  92 CONSTANT: day-abbreviations3
  93     { "Sun" "Mon" "Tue" "Wed" "Thu" "Fri" "Sat" }
  94
  95 : day-abbreviation3 ( n -- string )
  96     day-abbreviations3 nth ; inline
  97
  98 CONSTANT: average-month 30+5/12
  99 CONSTANT: months-per-year 12
 100 CONSTANT: days-per-year 3652425/10000
 101 CONSTANT: hours-per-year 876582/100
 102 CONSTANT: minutes-per-year 5259492/10
 103 CONSTANT: seconds-per-year 31556952
 104
 105 :: julian-day-number ( year month day -- n )
 106     #! Returns a composite date number
 107     #! Not valid before year -4800
 108     14 month - 12 /i :> a
 109     year 4800 + a - :> y
 110     month 12 a * + 3 - :> m
 111
 112     day 153 m * 2 + 5 /i + 365 y * +
 113     y 4 /i + y 100 /i - y 400 /i + 32045 - ;
 114
 115 :: julian-day-number>date ( n -- year month day )
 116     #! Inverse of julian-day-number
 117     n 32044 + :> a
 118     4 a * 3 + 146097 /i :> b
 119     a 146097 b * 4 /i - :> c
 120     4 c * 3 + 1461 /i :> d
 121     c 1461 d * 4 /i - :> e
 122     5 e * 2 + 153 /i :> m
 123
 124     100 b * d + 4800 -
 125     m 10 /i + m 3 +
 126     12 m 10 /i * -
 127     e 153 m * 2 + 5 /i - 1 + ;
 128
 129 GENERIC: easter ( obj -- obj' )
 130
 131 :: easter-month-day ( year -- month day )
 132     year 19 mod :> a
 133     year 100 /mod :> ( b c )
 134     b 4 /mod :> ( d e )
 135     b 8 + 25 /i :> f
 136     b f - 1 + 3 /i :> g
 137     19 a * b + d - g - 15 + 30 mod :> h
 138     c 4 /mod :> ( i k )
 139     32 2 e * + 2 i * + h - k - 7 mod :> l
 140     a 11 h * + 22 l * + 451 /i :> m
 141
 142     h l + 7 m * - 114 + 31 /mod 1 + ;
 143
 144 M: integer easter ( year -- timestamp )
 145     dup easter-month-day <date> ;
 146
 147 M: timestamp easter ( timestamp -- timestamp )
 148     clone
 149     dup year>> easter-month-day
 150     swapd >>day swap >>month ;
 151
 152 : >date< ( timestamp -- year month day )
 153     [ year>> ] [ month>> ] [ day>> ] tri ;
 154
 155 : >time< ( timestamp -- hour minute second )
 156     [ hour>> ] [ minute>> ] [ second>> ] tri ;
 157
 158 : years ( x -- duration ) instant swap >>year ;
 159 : months ( x -- duration ) instant swap >>month ;
 160 : days ( x -- duration ) instant swap >>day ;
 161 : weeks ( x -- duration ) 7 * days ;
 162 : hours ( x -- duration ) instant swap >>hour ;
 163 : minutes ( x -- duration ) instant swap >>minute ;
 164 : seconds ( x -- duration ) instant swap >>second ;
 165 : milliseconds ( x -- duration ) 1000 / seconds ;
 166 : microseconds ( x -- duration ) 1000000 / seconds ;
 167 : nanoseconds ( x -- duration ) 1000000000 / seconds ;
 168
 169 GENERIC: leap-year? ( obj -- ? )
 170
 171 M: integer leap-year? ( year -- ? )
 172     dup 100 divisor? 400 4 ? divisor? ;
 173
 174 M: timestamp leap-year? ( timestamp -- ? )
 175     year>> leap-year? ;
 176
 177 <PRIVATE
 178
 179 GENERIC: +year ( timestamp x -- timestamp )
 180 GENERIC: +month ( timestamp x -- timestamp )
 181 GENERIC: +day ( timestamp x -- timestamp )
 182 GENERIC: +hour ( timestamp x -- timestamp )
 183 GENERIC: +minute ( timestamp x -- timestamp )
 184 GENERIC: +second ( timestamp x -- timestamp )
 185
 186 : /rem ( f n -- q r )
 187     #! q is positive or negative, r is positive from 0 <= r < n
 188     [ / floor >integer ] 2keep rem ;
 189
 190 : float>whole-part ( float -- int float )
 191     [ floor >integer ] keep over - ;
 192
 193 : adjust-leap-year ( timestamp -- timestamp )
 194     dup
 195     { [ day>> 29 = ] [ month>> 2 = ] [ leap-year? not ] } 1&&
 196     [ 3 >>month 1 >>day ] when ;
 197
 198 M: integer +year ( timestamp n -- timestamp )
 199     [ + ] curry change-year adjust-leap-year ;
 200
 201 M: real +year ( timestamp n -- timestamp )
 202     [ float>whole-part swapd days-per-year * +day swap +year ] unless-zero ;
 203
 204 : months/years ( n -- months years )
 205     12 /rem [ 1 - 12 ] when-zero swap ; inline
 206
 207 M: integer +month ( timestamp n -- timestamp )
 208     [ over month>> + months/years [ >>month ] dip +year ] unless-zero ;
 209
 210 M: real +month ( timestamp n -- timestamp )
 211     [ float>whole-part swapd average-month * +day swap +month ] unless-zero ;
 212
 213 M: integer +day ( timestamp n -- timestamp )
 214     [
 215         over >date< julian-day-number + julian-day-number>date
 216         [ >>year ] [ >>month ] [ >>day ] tri*
 217     ] unless-zero ;
 218
 219 M: real +day ( timestamp n -- timestamp )
 220     [ float>whole-part swapd 24 * +hour swap +day ] unless-zero ;
 221
 222 : hours/days ( n -- hours days )
 223     24 /rem swap ;
 224
 225 M: integer +hour ( timestamp n -- timestamp )
 226     [ over hour>> + hours/days [ >>hour ] dip +day ] unless-zero ;
 227
 228 M: real +hour ( timestamp n -- timestamp )
 229     float>whole-part swapd 60 * +minute swap +hour ;
 230
 231 : minutes/hours ( n -- minutes hours )
 232     60 /rem swap ;
 233
 234 M: integer +minute ( timestamp n -- timestamp )
 235     [ over minute>> + minutes/hours [ >>minute ] dip +hour ] unless-zero ;
 236
 237 M: real +minute ( timestamp n -- timestamp )
 238     [ float>whole-part swapd 60 * +second swap +minute ] unless-zero ;
 239
 240 : seconds/minutes ( n -- seconds minutes )
 241     60 /rem swap >integer ;
 242
 243 M: number +second ( timestamp n -- timestamp )
 244     [ over second>> + seconds/minutes [ >>second ] dip +minute ] unless-zero ;
 245
 246 : (time+) ( timestamp duration -- timestamp' duration )
 247     [ second>> +second ] keep
 248     [ minute>> +minute ] keep
 249     [ hour>>   +hour   ] keep
 250     [ day>>    +day    ] keep
 251     [ month>>  +month  ] keep
 252     [ year>>   +year   ] keep ; inline
 253
 254 : +slots ( obj1 obj2 quot -- n obj1 obj2 )
 255     [ bi@ + ] curry 2keep ; inline
 256
 257 PRIVATE>
 258
 259 GENERIC# time+ 1 ( time1 time2 -- time3 )
 260
 261 M: timestamp time+
 262     [ clone ] dip (time+) drop ;
 263
 264 M: duration time+
 265     dup timestamp? [
 266         swap time+
 267     ] [
 268         [ year>> ] +slots
 269         [ month>> ] +slots
 270         [ day>> ] +slots
 271         [ hour>> ] +slots
 272         [ minute>> ] +slots
 273         [ second>> ] +slots
 274         2drop <duration>
 275     ] if ;
 276
 277 : duration>years ( duration -- x )
 278     #! Uses average month/year length since duration loses calendar
 279     #! data
 280     0 swap
 281     {
 282         [ year>> + ]
 283         [ month>> months-per-year / + ]
 284         [ day>> days-per-year / + ]
 285         [ hour>> hours-per-year / + ]
 286         [ minute>> minutes-per-year / + ]
 287         [ second>> seconds-per-year / + ]
 288     } cleave ;
 289
 290 M: duration <=> [ duration>years ] compare ;
 291
 292 : duration>months ( duration -- x ) duration>years months-per-year * ;
 293 : duration>days ( duration -- x ) duration>years days-per-year * ;
 294 : duration>hours ( duration -- x ) duration>years hours-per-year * ;
 295 : duration>minutes ( duration -- x ) duration>years minutes-per-year * ;
 296 : duration>seconds ( duration -- x ) duration>years seconds-per-year * ;
 297 : duration>milliseconds ( duration -- x ) duration>seconds 1000 * ;
 298 : duration>microseconds ( duration -- x ) duration>seconds 1000000 * ;
 299 : duration>nanoseconds ( duration -- x ) duration>seconds 1000000000 * ;
 300
 301 GENERIC: time- ( time1 time2 -- time3 )
 302
 303 : convert-timezone ( timestamp duration -- timestamp' )
 304     over gmt-offset>> over = [ drop ] [
 305         [ over gmt-offset>> time- time+ ] keep >>gmt-offset
 306     ] if ;
 307
 308 : >local-time ( timestamp -- timestamp' )
 309     gmt-offset-duration convert-timezone ;
 310
 311 : >gmt ( timestamp -- timestamp' )
 312     dup gmt-offset>> dup instant =
 313     [ drop ] [
 314         [ neg +second 0 ] change-second
 315         [ neg +minute 0 ] change-minute
 316         [ neg +hour   0 ] change-hour
 317         [ neg +day    0 ] change-day
 318         [ neg +month  0 ] change-month
 319         [ neg +year   0 ] change-year drop
 320     ] if ;
 321
 322 M: timestamp <=> ( ts1 ts2 -- n )
 323     [ >gmt tuple-slots ] compare ;
 324
 325 : same-day? ( ts1 ts2 -- ? )
 326     [ >gmt >date< <date> ] bi@ = ;
 327
 328 : (time-) ( timestamp timestamp -- n )
 329     [ >gmt ] bi@
 330     [ [ >date< julian-day-number ] bi@ - 86400 * ] 2keep
 331     [ >time< [ [ 3600 * ] [ 60 * ] bi* ] dip + + ] bi@ - + ;
 332
 333 M: timestamp time-
 334     #! Exact calendar-time difference
 335     (time-) seconds ;
 336
 337 : time* ( obj1 obj2 -- obj3 )
 338     dup real? [ swap ] when
 339     dup real? [ * ] [
 340         {
 341             [   year>> * ]
 342             [  month>> * ]
 343             [    day>> * ]
 344             [   hour>> * ]
 345             [ minute>> * ]
 346             [ second>> * ]
 347         } 2cleave <duration>
 348     ] if ;
 349
 350 : before ( duration -- -duration )
 351     -1 time* ;
 352
 353 <PRIVATE
 354
 355 : -slots ( obj1 obj2 quot -- n obj1 obj2 )
 356     [ bi@ - ] curry 2keep ; inline
 357
 358 PRIVATE>
 359
 360 M: duration time-
 361     over timestamp? [
 362         before time+
 363     ] [
 364         [ year>> ] -slots
 365         [ month>> ] -slots
 366         [ day>> ] -slots
 367         [ hour>> ] -slots
 368         [ minute>> ] -slots
 369         [ second>> ] -slots
 370         2drop <duration>
 371     ] if ;
 372
 373 : <zero> ( -- timestamp )
 374     0 0 0 <date-gmt> ; inline
 375
 376 : valid-timestamp? ( timestamp -- ? )
 377     clone instant >>gmt-offset
 378     dup <zero> time- <zero> time+ = ;
 379
 380 : unix-1970 ( -- timestamp )
 381     1970 <year-gmt> ; inline
 382
 383 : millis>timestamp ( x -- timestamp )
 384     [ unix-1970 ] dip 1000 / +second ;
 385
 386 : timestamp>millis ( timestamp -- n )
 387     unix-1970 (time-) 1000 * >integer ;
 388
 389 : micros>timestamp ( x -- timestamp )
 390     [ unix-1970 ] dip 1000000 / +second ;
 391
 392 : timestamp>micros ( timestamp -- n )
 393     unix-1970 (time-) 1000000 * >integer ;
 394
 395 : now ( -- timestamp )
 396     gmt gmt-offset-duration (time+) >>gmt-offset ;
 397
 398 : hence ( duration -- timestamp ) now swap time+ ;
 399
 400 : ago ( duration -- timestamp ) now swap time- ;
 401
 402 : zeller-congruence ( year month day -- n )
 403     #! Zeller Congruence
 404     #! http://web.textfiles.com/computers/formulas.txt
 405     #! good for any date since October 15, 1582
 406     [
 407         dup 2 <= [ [ 1 - ] [ 12 + ] bi* ] when
 408         [ dup [ 4 /i + ] [ 100 /i - ] [ 400 /i + ] tri ] dip
 409         [ 1 + 3 * 5 /i + ] keep 2 * +
 410     ] dip 1 + + 7 mod ;
 411
 412 GENERIC: days-in-year ( obj -- n )
 413
 414 M: integer days-in-year ( year -- n ) leap-year? 366 365 ? ;
 415 M: timestamp days-in-year ( timestamp -- n ) year>> days-in-year ;
 416
 417 : (days-in-month) ( year month -- n )
 418     dup 2 = [ drop leap-year? 29 28 ? ] [ nip day-counts nth ] if ;
 419
 420 : days-in-month ( timestamp -- n )
 421     >date< drop (days-in-month) ;
 422
 423 : day-of-week ( timestamp -- n )
 424     >date< zeller-congruence ;
 425
 426 GENERIC: day-name ( obj -- string )
 427 M: integer day-name day-names nth ;
 428 M: timestamp day-name day-of-week day-names nth ;
 429
 430 :: (day-of-year) ( year month day -- n )
 431     day-counts month head-slice sum day +
 432     year leap-year? [
 433         year month day <date>
 434         year 3 1 <date>
 435         after=? [ 1 + ] when
 436     ] when ;
 437
 438 : day-of-year ( timestamp -- n )
 439     >date< (day-of-year) ;
 440
 441 : midnight ( timestamp -- new-timestamp )
 442     clone 0 >>hour 0 >>minute 0 >>second ; inline
 443
 444 : noon ( timestamp -- new-timestamp )
 445     midnight 12 >>hour ; inline
 446
 447 : today ( -- timestamp )
 448     now midnight ; inline
 449
 450 : beginning-of-month ( timestamp -- new-timestamp )
 451     midnight 1 >>day ; inline
 452
 453 : end-of-month ( timestamp -- new-timestamp )
 454     [ midnight ] [ days-in-month ] bi >>day ;
 455
 456 <PRIVATE
 457
 458 : day-offset ( timestamp m -- new-timestamp n )
 459     over day-of-week - ; inline
 460
 461 : day-this-week ( timestamp n -- new-timestamp )
 462     day-offset days time+ ;
 463
 464 :: nth-day-this-month ( timestamp n day -- new-timestamp )
 465     timestamp beginning-of-month day day-this-week
 466     dup timestamp [ month>> ] bi@ = [ 1 weeks time+ ] unless
 467     n 1 - [ weeks time+ ] unless-zero ;
 468
 469 : last-day-this-month ( timestamp day -- new-timestamp )
 470     [ 1 months time+ 1 ] dip nth-day-this-month 1 weeks time- ;
 471
 472 PRIVATE>
 473
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 486
 487 M: integer january 1 1 <date> ;
 488 M: integer february 2 1 <date> ;
 489 M: integer march 3 1 <date> ;
 490 M: integer april 4 1 <date> ;
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 499
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 511 M: timestamp december clone 12 >>month ;
 512
 513 : sunday ( timestamp -- new-timestamp ) 0 day-this-week ;
 514 : monday ( timestamp -- new-timestamp ) 1 day-this-week ;
 515 : tuesday ( timestamp -- new-timestamp ) 2 day-this-week ;
 516 : wednesday ( timestamp -- new-timestamp ) 3 day-this-week ;
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 518 : friday ( timestamp -- new-timestamp ) 5 day-this-week ;
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 520
 521 : sunday? ( timestamp -- ? ) day-of-week 0 = ;
 522 : monday? ( timestamp -- ? ) day-of-week 1 = ;
 523 : tuesday? ( timestamp -- ? ) day-of-week 2 = ;
 524 : wednesday? ( timestamp -- ? ) day-of-week 3 = ;
 525 : thursday? ( timestamp -- ? ) day-of-week 4 = ;
 526 : friday? ( timestamp -- ? ) day-of-week 5 = ;
 527 : saturday? ( timestamp -- ? ) day-of-week 6 = ;
 528
 529 : sunday-of-month ( timestamp n -- new-timestamp ) 0 nth-day-this-month ;
 530 : monday-of-month ( timestamp n -- new-timestamp ) 1 nth-day-this-month ;
 531 : tuesday-of-month ( timestamp n -- new-timestamp ) 2 nth-day-this-month ;
 532 : wednesday-of-month ( timestamp n -- new-timestamp ) 3 nth-day-this-month ;
 533 : thursday-of-month ( timestamp n -- new-timestamp ) 4 nth-day-this-month ;
 534 : friday-of-month ( timestamp n -- new-timestamp ) 5 nth-day-this-month ;
 535 : saturday-of-month ( timestamp n -- new-timestamp ) 6 nth-day-this-month ;
 536
 537 : last-sunday-of-month ( timestamp -- new-timestamp ) 0 last-day-this-month ;
 538 : last-monday-of-month ( timestamp -- new-timestamp ) 1 last-day-this-month ;
 539 : last-tuesday-of-month ( timestamp -- new-timestamp ) 2 last-day-this-month ;
 540 : last-wednesday-of-month ( timestamp -- new-timestamp ) 3 last-day-this-month ;
 541 : last-thursday-of-month ( timestamp -- new-timestamp ) 4 last-day-this-month ;
 542 : last-friday-of-month ( timestamp -- new-timestamp ) 5 last-day-this-month ;
 543 : last-saturday-of-month ( timestamp -- new-timestamp ) 6 last-day-this-month ;
 544
 545 : beginning-of-week ( timestamp -- new-timestamp )
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 547
 548 GENERIC: beginning-of-year ( object -- new-timestamp )
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 550 M: integer beginning-of-year <year> ;
 551
 552 GENERIC: end-of-year ( object -- new-timestamp )
 553 M: timestamp end-of-year 12 >>month 31 >>day ;
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 555
 556 : time-since-midnight ( timestamp -- duration )
 557     dup midnight time- ; inline
 558
 559 : since-1970 ( duration -- timestamp )
 560     unix-1970 time+ ; inline
 561
 562 : timestamp>unix-time ( timestamp -- seconds )
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 564
 565 : unix-time>timestamp ( seconds -- timestamp )
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 567
 568 {
 569     { [ os unix? ] [ "calendar.unix" ] }
 570     { [ os windows? ] [ "calendar.windows" ] }
 571 } cond require
 572
 573 { "threads" "calendar" } "calendar.threads" require-when