11.7 Calendar und GregorianCalendar

Ein Kalender unterteilt die Zeit in Einheiten wie Jahr, Monat, Tag. Der bekannteste Kalender ist der gregorianische Kalender, den Papst Gregor XIII. im Jahre 1582 einführte. Vor seiner Einführung war der julianische Kalender populär, der auf Julius Cäsar zurückging – daher auch der Name. Er geht auf das Jahr 46 vor unserer Zeitrechnung zurück. Der gregorianische und der julianische Kalender sind Sonnenkalender, die den Lauf der Erde um die Sonne als Basis für die Zeiteinteilung nutzen; der Mond spielt keine Rolle. Daneben gibt es Mondkalender wie den islamischen Kalender und die Lunisolarkalender, die Sonne und Mond miteinander verbinden. Zu diesem Typus gehören der chinesische, der griechische und der jüdische Kalender.

Mit Exemplaren vom Typ Calendar ist es möglich, Datum und Uhrzeit in den einzelnen Komponenten wie Jahr, Monat, Tag, Stunde, Minute, Sekunde zu setzen und zu erfragen. Da es unterschiedliche Kalendertypen gibt, ist Calendar eine abstrakte Basisklasse, und Unterklassen bestimmen, wie konkret eine Abfrage oder Veränderung für ein bestimmtes Kalendersystem aussehen muss. Bisher bringt die Java-Bibliothek mit der Unterklasse GregorianCalendar nur eine öffentliche konkrete Implementierung mit, deren Exemplare Daten und Zeitpunkte gemäß dem gregorianischen Kalender verkörpern. In Java 6 ist eine weitere interne Klasse für einen japanischen Kalender hinzugekommen. IBM hat mit International Components for Unicode for Java (ICU4J) unter http://icu.sourceforge.net/ weitere Klassen wie ChineseCalendar, BuddhistCalendar, JapaneseCalendar, HebrewCalendar und IslamicCalendar freigegeben. Hier findet sich auch einiges zum Thema Ostertage.

11.7.1 Die abstrakte Klasse Calendar

Die Klasse Calendar besitzt zum einen Anfrage- und Modifikationsfunktionen für konkrete Exemplare und zum anderen statische Fabrikfunktionen. Eine einfache Klassenmethode ist getInstance(), um ein benutzbares Objekt zu bekommen.

abstract class java.util.Calendar 
implements Serializable, Cloneable, Comparable<Calendar>

• static Calendar getInstance() Liefert einen Standard-Calendar mit der Standard-Zeitzone und Standard-Lokalisierung zurück.

Neben der parameterlosen Variante von getInstance() gibt es drei weitere Varianten, denen ein TimeZone-Objekt und Locale-Objekt mit übergeben werden kann. Damit kann dann der Kalender auf eine spezielle Zeitzone und einen Landstrich zugeschnitten werden.

java.util.GregorianCalendar[time=1187732409256,areFieldsSet=true,
	areAllFieldsSet=true,lenient=true,zone=sun.util.calendar.ZoneInfo[id="Europe/Berlin", 
	offset=3600000,dstSavings=3600000,useDaylight=true,transitions=143, 
	lastRule=java.util.SimpleTimeZone[id=Europe/Berlin,offset=3600000, 
	dstSavings=3600000,useDaylight=true,startYear=0,startMode=2,startMonth=2, 
	startDay=-1,startDayOfWeek=1,startTime=3600000,startTimeMode=2,endMode=2, 
	endMonth=9,endDay=-1,endDayOfWeek=1,endTime=3600000,endTimeMode=2]], 
	firstDayOfWeek=2,minimalDaysInFirstWeek=4,ERA=1,YEAR=2007,MONTH=7, 
	WEEK_OF_YEAR=34,WEEK_OF_MONTH=4,DAY_OF_MONTH=21,DAY_OF_YEAR=233,DAY_OF_WEEK=3, 
	DAY_OF_WEEK_IN_MONTH=3,AM_PM=1,HOUR=11,HOUR_OF_DAY=23,MINUTE=40,SECOND=9, 
	MILLISECOND=256,ZONE_OFFSET=3600000,DST_OFFSET=3600000]

11.7.2 Der gregorianische Kalender

Die Klasse GregorianCalendar erweitert die abstrakte Klasse Calendar. Sieben Konstruktoren stehen zur Verfügung; vier davon sehen wir uns an:

class java.util.GregorianCalendar 
extends Calendar

• GregorianCalendar() Erzeugt ein standardmäßiges GregorianCalendar-Objekt mit der aktuellen Zeit in der voreingestellten Zeitzone und Lokalisierung.

• GregorianCalendar( int year, int month, int date ) Erzeugt ein GregorianCalendar-Objekt in der voreingestellten Zeitzone und Lokalisierung. Jahr, Monat (der zwischen 0 und 11 und nicht zwischen 1 und 12 liegt) und Tag legen das Datum fest.

• GregorianCalendar( int year, int month, int date, int hour, int minute ) Erzeugt ein GregorianCalendar-Objekt in der voreingestellten Zeitzone und Lokalisierung. Das Datum legen Jahr, Monat (0 <= month <= 11 ), Tag, Stunde und Minute fest.

• GregorianCalendar(int year, int month, int date, int hour, int minute, int second ) Erzeugt ein GregorianCalendar-Objekt in der voreingestellten Zeitzone und Lokalisierung. Das Datum legen Jahr, Monat (0 <= month <= 11), Tag, Stunde, Minute und Sekunde fest.

Neben den hier aufgeführten Konstruktoren gibt es noch weitere, die es erlauben, die Zeitzone und Lokalisierung zu ändern. Standardmäßig eingestellt sind die lokale Zeitzone und die aktuelle Lokalisierung. Ist eines der Argumente im falschen Bereich, löst der Konstruktor eine IllegalArgumentException aus.

Calendar c = Calendar.getInstance();

Calendar c = new GregorianCalendar();

Früher Fehler: Standard-Konstruktor setzt eine falsche Zeitzone

Leider liefert der Standard-Konstruktor von GregorianCalendar nicht immer die erwarteten Ergebnisse. Zur Klärung sehen wir uns die Implementierung genauer an:

public GregorianCalendar() 
{ 
  this( TimeZone.getDefault(), Locale.getDefault() ); 
}

Konstruieren wir den gregorianischen Kalender ohne Zeitzonenangabe, so ruft die Klasse TimeZone die statische Methode getDefault() auf. Die Implementierung von getDefault() fragt nach einer Systemeigenschaft user.timezone. Sie lässt sich von Hand mit System.setProperty("user.timezone","Zeitzone"); oder über die Kommandozeile setzen.

$ java -Duser.timezone=Zeitzone Programm

Existiert die Variable nicht, nimmt der Kalender die Zeitzone 0 an. In Deutschland haben wir jedoch Central European Time. Ist die Zeitzone auf Rechnern nicht auf CET gestellt, gehen alle Zeitangaben eine Stunde nach.

Um dieses Problem zu beheben, sollte die korrekte Zeitzone mit dem Konstruktor GregorianCalendar(TimeZone) oder mit der Methode setTimeZone()aus der Klasse Calendar eingestellt werden:

calendar = new GregorianCalendar(); 
calendar.setTimeZone( TimeZone.getTimeZone("CET") );

11.7.3 Ostertage

In vielen Geschäftsprogrammen gibt es Fragen nach dem Ostersonntag [Viele wissen es nicht mehr: Da ist Jesus auferstanden. ] , da er Bezugspunkt für viele Feiertage ist.

• Aschermittwoch (Beginn des 40-tägigen Fastens) ist 46 Tage vor Ostersonntag und Rosenmontag mit HELAU! und ALAAF! 48 Tage vor Ostersonntag.

• Christi Himmelfahrt: (Auffahrt) 39 Tage nach Ostersonntag und immer an einem Donnerstag.

• Pfingstsonntag: 49 Tage nach Ostersonntag.

• Fronleichnam: (Fronleichnamsfest) 60 Tage nach Ostersonntag.

• In manchen Gegenden werden drei Tage vor Christi Himmelfahrt Bitttage gefeiert.

• Der vorletzte Sonntag vor Ostern heißt Passionssonntag.

• Der Sonntag vor Ostern ist der Palmsonntag.

Zur Berechnung des beweglichen Ostersonntags gibt es unzählige Algorithmen. Eine Formel wurde 1876 in Butchers »Ecclesiastical Calendar« veröffentlicht. Er arbeitet für Jahre ab 1582 im gregorianischen Kalender korrekt, berücksichtigt aber keine julianischen Zeiten und liefert den Ostersonntag zwischen dem 22. März und 25. April.

Listing 11.7 com/tutego/insel/easter/Easter.java

package com.tutego.insel.easter; 
 
import java.util.*; 
 
public class Easter 
{ 
  /** 
   * Berechnet Ostersonntag für den gregorianischen Kalender, also für Jahre > 1583. 
   * Die Rückgabe enthält das gleiche Jahr und als Monat, entweder März oder April, 
   * sowie den korrekten Tag. 
   * 
   * @param year > 1583 
   * @return Ostersonntag. 
   */ 
   public static Calendar easterSunday( int year ) 
   { 
    int i = year % 19; 
    int j = year / 100; 
    int k = year % 100; 
 
    int l = (19 * i + j – (j / 4) – ((j – ((j + 8) / 25) + 1) / 3) + 15) % 30; 
    int m = (32 + 2 * (j % 4) + 2 * (k / 4) – l – (k % 4)) % 7; 
    int n = l + m – 7 * ((i + 11 * l + 22 * m) / 451) + 114; 
 
    int month = n / 31; 
    int day   = (n % 31) + 1; 
 
    return  new GregorianCalendar( year, month – 1, day ); 
  } 
}

Ein Test soll für das aktuelle Jahr und die folgenden Jahre den Ostersonntag ausgeben.

Listing 11.8 com/tutego/insel/easter/EasterDemo.java. main()

Calendar cal = easterSunday( Calendar.getInstance().get(Calendar.YEAR) ); 
DateFormat df = DateFormat.getDateInstance( DateFormat.FULL ); 
 
String s = df.format( cal.getTime() ); 
out.println( s );                                       // Sonntag, 16. April 2006 
 
out.println( df.format(easterSunday(2007).getTime()));  // Sonntag, 8. April 2007 
out.println( df.format(easterSunday(2008).getTime()));  // Sonntag, 23. März 2008 
out.println( df.format(easterSunday(2009).getTime()));  // Sonntag, 12. April 2009 
out.println( df.format(easterSunday(2010).getTime()));  // Sonntag, 4. April 2010 
out.println( df.format(easterSunday(2011).getTime()));  // Sonntag, 24. April 2011 
out.println( df.format(easterSunday(2012).getTime()));  // Sonntag, 8. April 2012 
out.println( df.format(easterSunday(2013).getTime()));  // Sonntag, 31. März 2013

11.7.4 Abfragen und Setzen von Datumselementen

Da java.util.Date-Objekte zwar auf den ersten Blick Konstruktoren anbieten, die Jahr, Monat, Tag entgegennehmen, diese aber veraltet sind, können wir den Blick auf GregorianCalendar lenken. Um von diesem Calendar nun wieder die Anzahl der vergangenen Millisekunden seit dem 1.1.1970 abzufragen, dient getTimeInMillis(). (Eine ähnliche Methode hat auch Date, nur heißt sie dort getTime().)

int date  = 1; 
int month = Calendar.JANUARY; 
int year  = 1900; 
long ms   = new GregorianCalendar( year, month, date ).getTimeInMillis(); 
long days = (System.currentTimeMillis() – ms) / (1000*60*60*24); 
System.out.println( days );                     // 38719

Eine Methode getTime() hat Calendar auch. Nur liefert die finale Funktion uns ein java.util.Date-Objekt und kein long.

abstract class java.util.Calendar 
implements Serializable, Cloneable, Comparable<Calendar>

• final long getTimeInMillis() Liefert die seit der Epoche (January 1, 1970 00:00:00.000 GMT, Gregorian) vergangene Zeit in Millisekunden.

• final Date getTime() Liefert ein Date-Objekt zu diesem Calendar.

Zugriff auf Felder über Feldbezeichner

Das Abfragen und Setzen von Datumselementen des gregorianischen Kalenders erfolgt mit den überladenen Methoden get() und set(). Beide erwarten als erstes Argument einen Feldbezeichner – eine Konstante aus der Klasse Calendar –, der angibt, auf welches Datum/Zeit-Feld zugegriffen werden soll. Die get()-Methode liefert den Inhalt des angegebenen Felds, und set() schreibt den als zweites Argument übergebenen Wert in das Feld. Die folgende Tabelle gibt eine Übersicht der Feldbezeichner und ihrer Wertebereiche im Fall des konkreten GregorianCalendar.

abstract class java.util.Calendar 
implements Serializable, Cloneable, Comparable<Calendar>

Nun können wir mit den Varianten von set() die Felder setzen und mit get() wieder hereinholen. Beachtenswert ist der Anfang der Monate mit 0 und der Anfang der Wochentage mit 1 (SUNDAY), 2 (MONDAY), ..., 7 (SATURDAY) – Konstanten der Klasse Calendar stehen in Klammern. Das ist insbesondere für deutsche Verhältnisse unüblich, denn nach DIN-Norm 1355 beginnt die Woche mit Montag. Die Vereinbarung wurde 1975 mit der ISO getroffen und von den Kalenderherstellern in den folgenden Jahren umgesetzt. Wer »weltliche« Software schreibt, sollte jedoch berücksichtigen, dass die katholische und evangelische Kirche sich dieser Anpassung nicht angeschlossen haben: Sonntag bleibt der erste Tag der Woche.

if ( Calendar.getInstance().get( Calendar.HOUR_OF_DAY ) == 19 ) 
 ...

abstract class java.util.Calendar 
implements Serializable, Cloneable, Comparable<Calendar>

• int get( int field ) Liefert den Wert für field.

• void set( int field, int value ) Setzt das Feld field mit dem Wert value.

• final void set( int year, int month, int date ) Setzt die Werte für Jahr, Monat und Tag.

• final void set( int year, int month, int date, int hourOfDay, int minute ) Setzt die Werte für Jahr, Monat, Tag, Stunde und Minute.

• final void set( int year, int month, int date, int hourOfDay, int minute, int second ) Setzt die Werte für Jahr, Monat, Tag, Stunde, Minute und Sekunde.

Calendar cal = Calendar.getInstance(); 
cal.set( Calendar.WEEK_OF_YEAR, 15 ); 
cal.set( Calendar.DAY_OF_WEEK, Calendar.MONDAY );

System.out.printf( "%tD ", cal );                // 04/09/07 
cal.add( Calendar.DAY_OF_WEEK, 6 ); 
System.out.printf( "%tD", cal );                 // 04/15/07

Ein gregorianischer Kalender mit eigenen Werten

Wir wollen im folgenden Beispiel ein Calendar-Objekt erzeugen und mit einer selbst geschriebenen Funktion printCalendar() wichtige Felder ausgeben. Weil die Daten nicht bearbeitet werden, handelt es sich um das aktuelle Tagesdatum. Anschließend manipulieren wir mit den set()-Methoden das Objekt und setzen es auf das Geburtsdatum des Autors.

Listing 11.10 com/tutego/insel/date/CalendarDemo.java

package com.tutego.insel.date; 
 
import java.util.Calendar; 
 
public class CalendarDemo 
{ 
  public static void main( String[] args ) 
  { 
    Calendar cal = Calendar.getInstance(); 
    printCalendar( cal ); 
 
    cal.set( Calendar.DATE, 12 ); 
    cal.set( Calendar.MONTH, Calendar.MARCH ); 
    cal.set( Calendar.YEAR, 1973 ); 
    printCalendar( cal ); 
  } 
 
  private static final String[] DAYS = { "Sonntag", "Montag", "Dienstag", 
                                         "Mittwoch", "Donnerstag", "Freitag",  
                                         "Samstag"}; 
 
  public static void printCalendar( Calendar cal ) 
  { 
    String dayOfWeek = DAYS[ cal.get(Calendar.DAY_OF_WEEK) – 1 ];  // Sonntag = 1 
 
    System.out.printf( "%s, %s.%s.%s, %02d:%02d:%02d und %d ms%n", 
                       dayOfWeek, 
                       cal.get(Calendar.DATE), 
                       cal.get(Calendar.MONTH) + 1, 
                       cal.get(Calendar.YEAR), 
                       cal.get(Calendar.HOUR_OF_DAY), 
                       cal.get(Calendar.MINUTE), 
                       cal.get(Calendar.SECOND), 
                       cal.get(Calendar.MILLISECOND)); 
 
    System.out.printf( "Es ist die %d. Woche im Jahr und %d. Woche im Monat%n", 
                       cal.get(Calendar.WEEK_OF_YEAR), 
                       cal.get(Calendar.WEEK_OF_MONTH) ); 
  } 
}

Die Ausgabe des Programms lautet in etwa so:

Samstag, 5.5.2007, 10:57:54 und 609 ms 
Es ist die 18. Woche im Jahr und 1. Woche im Monat 
Montag, 12.3.1973, 10:57:54 und 609 ms 
Es ist die 11. Woche im Jahr und 3. Woche im Monat

Da die Ausgabe auf diese Art und Weise nicht besonders komfortabel ist, werden wir mit DateFormat eine Klasse kennenlernen, die die Formatierung der Ausgabe vereinfacht. (Wir hätten im Programm schon ein Problem, wenn die Woche mehr als sieben Tage hätte.) Das Beispiel soll ausschließlich die Nutzung der Feldbezeichner zeigen. Und da wir schon beim Thema »Formatieren« sind: Auch mit Formatstrings aus Formatter, die wir mit printf() oder String.format() nutzen, sind Datumsausgaben möglich.

Werte relativ setzen

Neben der Möglichkeit, die Werte entweder über den Konstruktor oder über set() absolut zu setzen, sind auch relative Veränderungen möglich. Dazu wird die add()-Methode eingesetzt, die wie set() als erstes Argument einen Feldbezeichner bekommt und als zweites die Verschiebung. Da es keine sub()-Methoden gibt, können die Werte auch negativ sein.

Calendar cal = Calendar.getInstance(); 
System.out.printf( "%tF%n", cal );              // 2006-06-09 
cal.add( Calendar.YEAR, –1 ); 
System.out.printf( "%tF%n", cal );              // 2005-06-09

Eine weitere Methode roll() ändert keine folgenden Felder, was add() macht, wenn etwa zum Dreißigsten eines Monats zehn Tage addiert werden.

Wie viele Tage hat der Monat, wie viele Monate hat ein Jahr?

Diese Frage lässt sich einfach mit getActualMaximum() klären. Als Argument bekommt die Methode ein Feldbezeichner aus der Klasse Calendar übermittelt, dessen Maximum sie dann bestimmt.

Das nachfolgende Programm listet alle Monate des aktuellen Kalenders auf. Zwar umfasst der gregorianische genau zwölf Monate, trotzdem ist die Grenze nicht bei Calendar.DECEMBER gesetzt, sondern dynamisch erfragt. Den Beweis, dass das Programm korrekt funktioniert, sollten wir mit einem Abzählen der Fingerknochen führen.

Listing 11.12 com/tutego/insel/date/Knuckles.java, main()

Calendar cal = Calendar.getInstance(); 
 
System.out.println( cal.getTime() ); 
 
for ( int month = Calendar.JANUARY; 
      month <= cal.getActualMaximum( Calendar.MONTH ); 
      month++ ) 
{ 
  cal.set( Calendar.MONTH, month ); 
 
  System.out.printf( "%d. Monat hat %d Tage%n", 
                       month + 1, 
                       cal.getActualMaximum(Calendar.DAY_OF_MONTH) ); 
  } 
}

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