万年历算法的实现（C语言--gcc编译）

*            注： 
*                3200/1900的倍数是天文科学家研究出来 
*                增加4000的倍数不闰更准确，但目前只是世纪年还不足4000，因此尚未用途 
* 
*            格里历在400年的周期中有146,097天，恰好是20,871 星期。所以，例如，格里历七年、 
*            407年、807年、1207年、1607年、2007年的日期与星期是完全相同的。也就是说，格里 
*            历每400年一个周期。 
* 
*            公元1-1-1，按儒略历是周六，按格里历是周一；因1752-9-2之前采用的都是儒略历，所以 
*            公元1-1-1应该是周六。 
*            1752-9-14是周四。 
*            
*            公元1-1-1到1752-9-2,日期是连续的,儒略历；公元1752-9-14至今，日期是连续的，格里历。 
* 
*            对于给定的一个 年(Y)-月(M)-日(D) ，则从公元1-1-1到    给定的日期的天数为： 
*                1752-9-2前：365*(Y-1)+(Y-1)/4+e，其中e表示从Y-1-1到Y-M-D的天数， 
*                且这天是该周的第((Y-1)+(Y-1)/4+5+e)%7天。 
*            
*                1752-9-14后：365*(Y-1)+(Y-1)/4-(Y-1)/100+(Y-1)/400+e， 
*                且这天是该周的第((Y-1)+(Y-1)/4-(Y-1)/100+(Y-1)/400+e)%7天。 
*            
*            需要注意的是，从1-1-1到1752-9-14之后的某个日期的天数并非实际的天数，它只是根据格里历的 
*            的规则推算出来的，目的也只是为了得到日期与星期的对应。 
* 
*        算法思想： 
*            对于年历，若能知道本年的1月1日是周几，也就知道了本年的年历分布。 
*            对于月历，若能知道本月的1日是周几，也就知道了本月的月历分布。 
*            所以关键是正确的推算出给定的一个日期是星期几。以下为推算方法： 
*                1752-9-2之前：((Y-1)+(Y-1)/4+5+e)%7 
*                1752-9-14之后：((Y-1)+(Y-1)/4-(Y-1)/100+(Y-1)/400+e)%7 
*            把1800-2199年当成一个周期，对于其后的日期，只需在1800-2199之间找到 
*            对应的日期，就可以知道是星期几，这样就不用再考虑4000年之后4000的倍数 
*            不是润年这种情况。 (Y-1800)%400+1800 
*/
 
#include <stdio.h>
#include <string.h>
#include <time.h>
void PrintHelp();
int* CurrentCal();
int CheckYear(int year);
int CheckMonth(int month);
int CheckDay(int year, int month, int day);
int IsNum(char *argv);
int IsLegalParameter(int argc, char **argv);
long StrToLong(char *argv);
long Power(int baseNumber, int exponent);
void PrintCalendar(int year);
void PrintCommonCalendar(int year, int row);
void PrintOneQuarter(int year, int mfOfWeek, int mfDays, int msOfWeek,
        int msDays, int mtOfWeek, int mtDays, int row);
void Print1752_3Quarter();
void PrintMonthlyCalendar(int year, int month);
void PrintMonthName(char *, int year);
void PrintCommonMonthlyCalendar(int dayOfWeek, int days);
void PrintDayOfWeek(int year, int month, int day);
int DayOfWeek(int year, int month, int day);
int CurrentDays(int year, int month, int day);
int a;
int main(int argc, char **argv) {
    int year, month, day;
    int flag = IsLegalParameter(argc, argv);
    switch (flag) {
    case -1:
        printf("Syntax Error!\n\n");
        PrintHelp();
        break;
    case 0:
        PrintMonthlyCalendar(*(CurrentCal()), *(CurrentCal() + 1));
        break;
    case 1: {
        a = strlen(*(argv + 1));
        switch (argc) {
        case 2:
            year = StrToLong(*(argv + 1));
            if (!CheckYear(year)) {
                break;
            }
            printf(" %4d\n\n", year);
            PrintCalendar(year);
            break;
        case 3:
            year = StrToLong(*(argv + 1));
            if (!CheckYear(year)) {
                break;
            }
            month = StrToLong(*(argv + 2));
            month = StrToLong(*(argv + 2));
            if (!CheckMonth(month)) {
                break;
            }
            PrintMonthlyCalendar(year, month);
            break;
        case 4:
            year = StrToLong(*(argv + 1));
            if (!CheckYear(year)) {
                break;
            }
            month = StrToLong(*(argv + 2));
            if (!CheckMonth(month)) {
                break;
            }
            day = StrToLong(*(argv + 3));
            if (!CheckDay(year, month, day)) {
                break;
            }
            PrintDayOfWeek(year, month, day);
            break;
        default:
            year = StrToLong(*(argv + 1));
            if (!CheckYear(year)) {
                break;
            }
            month = StrToLong(*(argv + 2));
            if (!CheckMonth(month)) {
                break;
            }
            day = StrToLong(*(argv + 3));
            if (!CheckDay(year, month, day)) {
                break;
            }
            PrintDayOfWeek(year, month, day);
            break;
        }
    }
    default:
        break;
    }
    return 0;
}
 
void PrintHelp() {
    printf("usage：cal [<YEAR> [<MONTH> [<DAY>]]");
}
 
int CheckYear(int year) {
    if (year == 0 || year > 9999) {
        printf("cal: year %d not in range 1..9999\n", year);
        return 0;
    }
    return 1;
}
int CheckMonth(int month) {
    if (month < 1 || month > 12) {
        printf("cal: month %d not in range (1..12)\n", month);
        return 0;
    }
    return 1;
}
int CheckDay(int year, int month, int day) {
    switch (month) {
    case 1:
        if (day < 1 || day > 31) {
            printf("cal: day %d not in range (1..31)\n", day);
            return 0;
        }
        return 1;
        break;
    case 2:
        if ((year < 1753 && year % 4 == 0) || ((year % 4 == 0 && year % 100
                != 0) || year % 400 == 0)) {
            if (day < 1 || day > 29) {
                printf("cal: day %d not in range (1..29)\n", day);
                return 0;
            }
        }
        if (day < 1 || day > 28) {
            printf("cal: day %d not in range (1..28)\n", day);
            return 0;
        }
        return 1;
        break;
    case 3:
        if (day < 1 || day > 31) {
            printf("cal: day %d not in range (1..31)\n", day);
            return 0;
        }
        return 1;
        break;
    case 4:
        if (day < 1 || day > 30) {
            printf("cal: day %d not in range (1..30)\n", day);
            return 0;
        }
        return 1;
        break;
    case 5:
        if (day < 1 || day > 31) {
            printf("cal: day %d not in range (1..31)\n", day);
            return 0;
        }
        return 1;
        break;
    case 6:
        if (day < 1 || day > 30) {
            printf("cal: day %d not in range (1..30)\n", day);
            return 0;
        }
        return 1;
        break;
    case 7:
        if (day < 1 || day > 31) {
            printf("cal: day %d not in range (1..31)\n", day);
            return 0;
        }
        return 1;
        break;
    case 8:
        if (day < 1 || day > 31) {
            printf("cal: day %d not in range (1..31)\n", day);
            return 0;
        }
        return 1;
        break;
    case 9:
        if (day < 1 || day > 30) {
            printf("cal: day %d not in range (1..30)\n", day);
            return 0;
        }
        return 1;
        break;
    case 10:
        if (day < 1 || day > 31) {
            printf("cal: day %d not in range (1..31)\n", day);
            return 0;
        }
        return 1;
        break;
    case 11:
        if (day < 1 || day > 30) {
            printf("cal: day %d not in range (1..30)\n", day);
            return 0;
        }
        return 1;
        break;
    case 12:
        if (day < 1 || day > 31) {
            printf("cal: day %d not in range (1..31)\n", day);
            return 0;
        }
        return 1;
        break;
    default:
        break;
        return 0;
    }
}
 
/**
* 以下函数返回一个包含当前年 月 日的整型数组
*/
int* CurrentCal() {
    time_t nowtime;
    struct tm *timeinfo;
    time(&nowtime);
    timeinfo = localtime(&nowtime);
    int cal[3];
    cal[0] = timeinfo->tm_year + 1900;
    cal[1] = timeinfo->tm_mon + 1;
    cal[2] = timeinfo->tm_mday;
    return cal;
}
 
/**
* 以下函数打印年历，以月为单位，分成四行打印，每行打印三个月
*/
void PrintCalendar(int year) {
    int i;
    for (i = 0; i < 4; ++i) {
        switch (i) {
        case 0:
            //打印第1行，1-3月的月历
            printf(" January February March\n");
            printf(
                    "-------------------- -------------------- --------------------\n");
            printf(
                    "Su Mo Tu We Th Fr Sa Su Mo Tu We Th Fr Sa Su Mo Tu We Th Fr Sa\n");
            PrintCommonCalendar(year, 1);
            break;
        case 1:
            //打印第2行，4-6月的月历
            printf(" April May June\n");
            printf(
                    "-------------------- -------------------- --------------------\n");
            printf(
                    "Su Mo Tu We Th Fr Sa Su Mo Tu We Th Fr Sa Su Mo Tu We Th Fr Sa\n");
            PrintCommonCalendar(year, 2);
            break;
        case 2:
            //打印第3行，7-9月的月历
            printf(
                    " July August September\n");
            printf(
                    "-------------------- -------------------- --------------------\n");
            printf(
                    "Su Mo Tu We Th Fr Sa Su Mo Tu We Th Fr Sa Su Mo Tu We Th Fr Sa\n");
            PrintCommonCalendar(year, 3);
            break;
        case 3:
            //打印第4行，11-12月的月历
            printf(
                    " October November December\n");
            printf(
                    "-------------------- -------------------- --------------------\n");
            printf(
                    "Su Mo Tu We Th Fr Sa Su Mo Tu We Th Fr Sa Su Mo Tu We Th Fr Sa\n");
            PrintCommonCalendar(year, 4);
            break;
        default:
            break;
        }
    }
}
 
/**
* 打印出给定年，给定行的3个月的月历。
*/
void PrintCommonCalendar(int year, int row) {
    int mfOfWeek, mfDays; //mfOfWeek表示该行第1个月的1号是周几，mfDays表示第1个月的天数
    int msOfWeek, msDays; //mfOfWeek表示该行第2个月的1号是周几，mfDays表示第2个月的天数
    int mtOfWeek, mtDays; //mfOfWeek表示该行第3个月的1号是周几，mfDays表示第3个月的天数
    switch (row) {
    case 1:
        mfOfWeek = DayOfWeek(year, 1, 1);
        mfDays = 31;
        msOfWeek = DayOfWeek(year, 2, 1);
        msDays = 28;
        mtOfWeek = DayOfWeek(year, 3, 1);
        mtDays = 31;
        PrintOneQuarter(year, mfOfWeek, mfDays, msOfWeek, msDays, mtOfWeek,
                mtDays, row);
        break;
    case 2:
        mfOfWeek = DayOfWeek(year, 4, 1);
        mfDays = 30;
        msOfWeek = DayOfWeek(year, 5, 1);
        msDays = 31;
        mtOfWeek = DayOfWeek(year, 6, 1);
        mtDays = 30;
        PrintOneQuarter(year, mfOfWeek, mfDays, msOfWeek, msDays, mtOfWeek,
                mtDays, row);
        break;
    case 3:
        if (year == 1752) {
            Print1752_3Quarter();
            break;
        }
        mfOfWeek = DayOfWeek(year, 7, 1);
        mfDays = 31;
        msOfWeek = DayOfWeek(year, 8, 1);
        msDays = 31;
        mtOfWeek = DayOfWeek(year, 9, 1);
        mtDays = 30;
        PrintOneQuarter(year, mfOfWeek, mfDays, msOfWeek, msDays, mtOfWeek,
                mtDays, row);
        break;
    case 4:
        mfOfWeek = DayOfWeek(year, 10, 1);
        mfDays = 31;
        msOfWeek = DayOfWeek(year, 11, 1);
        msDays = 30;
        mtOfWeek = DayOfWeek(year, 12, 1);
        mtDays = 31;
        PrintOneQuarter(year, mfOfWeek, mfDays, msOfWeek, msDays, mtOfWeek,
                mtDays, row);
        break;
    default:
        break;
    }
}
 
/**
* 以下函数打印一个季度，也即是在同一行上的3个月的月历。
*
* 打印方式肯定是从上到下，从左到右依次打印。
*
* 每月至多有6周，至少有5周；第1周、第5周和第6周(如果有第6周)是需要特殊处理
* 的三个周，因为这3周并不一定总是有7天。
*/
void PrintOneQuarter(int year, int mfOfWeek, int mfDays, int msOfWeek,
        int msDays, int mtOfWeek, int mtDays, int row) {
    int mfDay = 1, msDay = 1, mtDay = 1; //对已经打印的天数记数
    int i, j;
    char space = 32;
    //如果要打印的是1-3月的月历，则应该判断一下该年的2月是29天不是29天
    if (row == 1) {
        if ((year < 1753 && year % 4 == 0) || (year >= 1753 && ((year % 4 == 0
                && year % 100 != 0) || year % 400 == 0))) {
            msDays = 29;
        }
    }
    for (i = 0; i < 6; ++i) {
        if (i == 0) {
            //输出第一个月的第一周
            if (mfOfWeek > 0) {
                printf("%*c", 3 * mfOfWeek, space);
            }
            for (j = mfOfWeek; j < 7; ++j) {
                printf("%2d ", mfDay);
                mfDay++;
            }
            //输出第二个月的第一周
            printf("%*c", 3 * msOfWeek + 1, space);
            for (j = msOfWeek; j < 7; ++j) {
                printf("%2d ", msDay);
                msDay++;
            }
            //输出第三个月的第一周
            printf("%*c", 3 * mtOfWeek + 1, space);
            for (j = mtOfWeek; j < 7; ++j) {
                printf("%2d ", mtDay);
                mtDay++;
            }
            continue;
        }
 
        //打印2-4周
        if (i < 4) {
            printf(
                    "\n%2d %2d %2d %2d %2d %2d %2d %2d %2d %2d %2d %2d %2d %2d %2d %2d %2d %2d %2d %2d %2d",
                    mfDay, mfDay + 1, mfDay + 2, mfDay + 3, mfDay + 4, mfDay
                            + 5, mfDay + 6, msDay, msDay + 1, msDay + 2, msDay
                            + 3, msDay + 4, msDay + 5, msDay + 6, mtDay, mtDay
                            + 1, mtDay + 2, mtDay + 3, mtDay + 4, mtDay + 5,
                    mtDay + 6);
            mfDay += 7;
            msDay += 7;
            mtDay += 7;
            continue;
        }
 
        //打印第1个月的第5周或第6周
        if (mfDays - mfDay > 6) { //未打印天数不少于7天时，能够占满1周，直接打印
            printf("\n%2d %2d %2d %2d %2d %2d %2d ", mfDay, mfDay + 1, mfDay
                    + 2, mfDay + 3, mfDay + 4, mfDay + 5, mfDay + 6);
            mfDay += 7;
        } else { //未打印天数不足一周时，按以下方式打印
            printf("\n");
            for (j = 0; j < 7; ++j) {
                //有数据打印数据，没有数据用空格填充
                if (mfDay <= mfDays) {
                    printf("%2d ", mfDay++);
                } else {
                    printf(" ");
                }
            }
        }
        printf(" ");
 
        //打印第2个月的第5周或第6周
        if (msDays - msDay > 6) {
            printf("%2d %2d %2d %2d %2d %2d %2d ", msDay, msDay + 1, msDay + 2,
                    msDay + 3, msDay + 4, msDay + 5, msDay + 6);
            msDay += 7;
        } else {
            for (j = 0; j < 7; ++j) {
                if (msDay <= msDays) {
                    printf("%2d ", msDay++);
                } else {
                    printf(" ");
                }
            }
        }
        printf(" ");
 
        //打印第3个月的第5周或第6周
        if (mtDays - mtDay > 6) {
            printf("%2d %2d %2d %2d %2d %2d %2d ", mtDay, mtDay + 1, mtDay + 2,
                    mtDay + 3, mtDay + 4, mtDay + 5, mtDay + 6);
            mtDay += 7;
        } else {
            for (j = 0; j < 7; ++j) {
                if (mtDay <= mtDays) {
                    printf("%2d ", mtDay++);
                }
            }
        }
    }
    printf("\n");
}
 
/**
*特殊的1752年第3季度：7月8月9月
*/
void Print1752_3Quarter() {
    char space = 32;
    printf("%10c1 2 3 4%21c1%9c1 2 14 15 16\n", space, space, space);
    printf(" 5 6 7 8 9 10 11 2 3 4 5 6 7 8 17 18 19 20 21 22 23\n");
    printf("12 13 14 15 16 17 18 9 10 11 12 13 14 15 24 25 26 27 28 29 30\n");
    printf("19 20 21 22 23 24 25 16 17 18 19 20 21 22\n");
    printf("26 27 28 29 30 31 23 24 25 26 27 28 29\n");
    printf("%22c30 31\n", space);
}
 
/**
* 打印指定月的月历
*/
void PrintMonthlyCalendar(int year, int month) {
    int dayOfWeek = DayOfWeek(year, month, 1);
    switch (month) {
    case 1:
        PrintMonthName("January", year);
        PrintCommonMonthlyCalendar(dayOfWeek, 31);
        break;
    case 2:
        PrintMonthName("February", year);
        if (year < 1753 && year % 4 == 0) {
            PrintCommonMonthlyCalendar(dayOfWeek, 29);
            break;
        } else if ((year % 4 == 0 && year % 100 != 0) || year % 400 == 0) {
            PrintCommonMonthlyCalendar(dayOfWeek, 29);
            break;
        }
        PrintCommonMonthlyCalendar(dayOfWeek, 28);
        break;
    case 3:
        PrintMonthName("March", year);
        PrintCommonMonthlyCalendar(dayOfWeek, 31);
        break;
    case 4:
        PrintMonthName("April", year);
        PrintCommonMonthlyCalendar(dayOfWeek, 30);
        break;
    case 5:
        PrintMonthName("May", year);
        PrintCommonMonthlyCalendar(dayOfWeek, 31);
        break;
    case 6:
        PrintMonthName("June", year);
        PrintCommonMonthlyCalendar(dayOfWeek, 30);
        break;
    case 7:
        PrintMonthName("July", year);
        PrintCommonMonthlyCalendar(dayOfWeek, 31);
        break;
    case 8:
        PrintMonthName("August", year);
        PrintCommonMonthlyCalendar(dayOfWeek, 31);
        break;
    case 9:
        PrintMonthName("September", year);
        if (year == 1752) {
            //特殊的1752-9
            printf(
                    "Su Mo Tu We Th Fr Sa\n 1 2 14 15 16\n17 18 19 20 21 22 23\n24 25 26 27 28 29 30");
            break;
        }
        PrintCommonMonthlyCalendar(dayOfWeek, 30);
        break;
    case 10:
        PrintMonthName("October", year);
        PrintCommonMonthlyCalendar(dayOfWeek, 31);
        break;
    case 11:
        PrintMonthName("November", year);
        PrintCommonMonthlyCalendar(dayOfWeek, 30);
        break;
    case 12:
        PrintMonthName("December", year);
        PrintCommonMonthlyCalendar(dayOfWeek, 31);
        break;
    default:
        break;
    }
 
}
 
/**
* 以下函数的作用仅仅是将月名在水平方向上打印到月历的中间
*/
void PrintMonthName(char *monthName, int year) {
    char space = 32;
    int preSpaces = 0;
    preSpaces = (21 - strlen(monthName) - a - 1) / 2;
    printf("%*c%s %d\n", preSpaces, space, monthName, year);
    printf("--------------------\n");
}
 
/**
* 根据一个月的天数及该月有几天这两个参数，打印出该月的月历
*/
void PrintCommonMonthlyCalendar(int dayOfWeek, int days) {
    int i, j, day = 1;
    char space = 32;
    int weeks = (days + dayOfWeek) / 7 + 1; //计算出该月有几周
    printf("Su Mo Tu We Th Fr Sa\n");
    printf("%*c", 3 * dayOfWeek, space);
    for (i = 0; i < weeks; ++i) {
        if (i == 0) {
            //打印第1周
            for (j = dayOfWeek; j < 7; ++j) {
                printf("%2d ", day);
                day++;
            }
            continue;
        }
 
        //打印第2周到倒数第2周
        if (i < weeks - 1) {
            printf("\n%2d %2d %2d %2d %2d %2d %2d", day, day + 1, day + 2, day
                    + 3, day + 4, day + 5, day + 6);
            day += 7;
            continue;
        }
 
        //打印最后一周
        printf("\n");
        for (j = 0; j < 7; ++j) {
            if (day <= days) {
                printf("%2d ", day++);
            }
        }
        printf("\n");
    }
 
}
 
/**
* 打印给定的年、月、日是周几
*/
void PrintDayOfWeek(int year, int month, int day) {
    char *names[9] = { "Sunday", "Monday", "Tuesday", "Wednesday", "Thursday",
            "Friday", "Saturday" };
    int dayOfWeek = DayOfWeek(year, month, day);
    if (dayOfWeek == -1) {
        return;
    }
    printf("%d-%d-%d: %s\n", year, month, day, *(names + dayOfWeek));
}
 
/**
* 以下函数返回给定的年、月、日是周几
*/
int DayOfWeek(int year, int month, int day) {
    if ((year < 1752) || (year == 1752 && month < 9) || (year == 1752 && month
            == 9 && day < 3)) {
        return ((year - 1) + (year - 1) / 4 + CurrentDays(year, month, day) + 5)
                % 7;
    }
 
    if (year == 1752 && month == 9 && (day > 2 && day < 14)) {
        printf("本万年历中没有%d-%d-%d这一天\n", year, month, day);
        return -1;
    }
 
    if (year > 2199) {
        year = (year - 1800) % 400 + 1800;
    }
    return ((year - 1) + (year - 1) / 4 - (year - 1) / 100 + (year - 1) / 400
            + CurrentDays(year, month, day)) % 7;
}
 
/**
* 以下函数计算从给定年的1-1到month-day的天数
*/
int CurrentDays(int year, int month, int day) {
    int days = 0;
    switch (month) {
    case 1:
        days = day;
        break;
    case 2:
        days = 31 + day;
        break;
    case 3:
        days = 59 + day;
        break;
    case 4:
        days = 90 + day;
        break;
    case 5:
        days = 120 + day;
        break;
    case 6:
        days = 151 + day;
        break;
    case 7:
        days = 181 + day;
        break;
    case 8:
        days = 212 + day;
        break;
    case 9:
        days = 243 + day;
        break;
    case 10:
        days = 273 + day;
        break;
    case 11:
        days = 304 + day;
        break;
    case 12:
        days = 334 + day;
        break;
    default:
        break;
    }
 
    if (year < 1753 && year % 4 == 0) {
        if (month > 2) {
            ++days;
        }
    } else if ((year % 4 == 0 && year % 100 != 0) || year % 400 == 0) {
        if (month > 2) {
            ++days;
        }
    }
    return days;
}
 
/*
* 以下函数判断一个字符串是否能被转换成数字
*/
int IsNum(char *argv) {
    while (*argv != ‘\0‘) {
        if (*argv >= 48 && *argv <= 57) {
            argv++;
            continue;
        }
        return 0;
    }
    return 1;
}
 
/*
*以下函数判断输入的参数是否合法
*/
int IsLegalParameter(int argc, char **argv) {
    if (argc == 1) {
        return 0; //0表示没有输入参数
    }
    while (argc > 1) {
        if (!IsNum(*(argv + --argc))) {
            return -1; //-1表示输入的参数不合法
        }
    }
    return 1; //1表示输入了参数，并且参数是合法的
}
 
/**
* 以下函数将一个字符串转换成数字。
*/
long StrToLong(char *argv) {
    if (!IsNum(argv)) {
        return 0;
    }
 
    long result = 0;
    int argvLength = strlen(argv);
    int nums[argvLength - 1];
    int *pInt = nums;
 
    do {
        *(pInt++) = *argv - 48;
        argv++;
    } while (*argv != ‘\0‘);
 
    pInt = nums;
    do {
        result += *pInt * Power(10, argvLength - 1);
        pInt++;
        argvLength--;
    } while (argvLength != 0);
    return result;
}
 
/*
* According to the base number and the exponent calculate power.
* 根据基数和指数，计算出乘方数。
*/
long Power(int baseNumber, int exponent) {
    long result = 1;
    if (exponent == 0) {
        return 1;
    }
    do {
        result *= baseNumber;
        exponent--;
    } while (exponent != 0);
    return result;
}