背景

使用MATLAB洗数据的时候，偶尔会有时间计算的需求。根据经验整理了三种可能遇到的情况并附实现程序。

首先先介绍一下MATLAB中时间量的一些概念。对一个时间点，MATLAB有3种表示方式。

1. 字符串表示。直接以字符串表示时间，如 '20:56:01' '20:59:24' 等，比较直观，且格式可指定，但无法用于时间计算。

2. 数组表示。以固定六位数组表示一个时间点，如2022年1月1日20:56:01以数组表示为

date = 2022    1    1    20    56    1

可以用于部分计算，但该数组中各个元素长度不相等，表示不够美观。

3. 数值表示。计算指定时间与一个固定时间的天数之差，以这个数值形式的差值表示一个时间点。如 '20:56:01' 可表示为（由于未指定日期，所以MATLAB会给该时间一个默认的日期）

date =7.3852e+05

这种表示方法的好处是可以用来进行时间计算，但看起来非常不直观。

基于这3种格式，有3个函数可以进行时间格式的转换。分别为

datestr()  % 将另两种时间格式转为字符串格式
datevec()  % 将另两种时间格式转为数组格式
datenum()  % 将另两种时间格式转为数值格式

下面以实例介绍用法。

1. 生成等间隔的时间序列（字符串格式）

例如，现想要以30s为间隔生成同一天的 '20:56:01' 到 '21:03:24' 两个时间点之间的时间序列，并以字符串的格式保存下来。程序实现如下

t_start = datenum('20:56:01');  % 将开始时间的字符串转换为数值
t_end = datenum('20:59:24');  % 将结束时间的字符串转换为数值
dt = 1/24/120;  % 序列的时间间隔为30s，一天有24小时，一小时有120个30s，所以是1/24/120
T = t_start:dt:t_end;  % 生成等间隔的时间数值
dv = datestr(T,'HH:MM:SS');  % 将该数值序列转换为时间字符串，格式为‘时：分：秒’，各两位

输出得到

dv =7×8 char 数组'20:56:01''20:56:31''20:57:01''20:57:31''20:58:01''20:58:31''20:59:01'

成功生成了30s间隔的时间序列。可以使用string()函数将dv转为字符串。

上述程序中，datenum函数用于将时间字符串转为数值，这样才能用于30s间隔的时间计算。格式为

DateNumber = datenum(DateString,formatIn)

其中，DateString为要转换的字符串，formatIn为该字符串对应的格式。若DateString为

 '20:56:01'

则formatIn为

'HH:MM:SS'

意为将时、分、秒三个单位以冒号间隔，每个单位占两位。如果DateString为

'20/56/01'

则formatIn对应要改为

'HH/MM/SS'

其余格式可参考MATLAB文档。在时间序列生成完毕后，可使用datestr将其转为字符串格式便于查看。格式为

DateString = datestr(Date,formatOut)

其中，Date为要转换的时间数值，formatOut指定转换后的字符串以什么格式输出。

2. 计算两个时间点之间的时间差

例如，现想要计算同一天 '20:56:01' 到 '20:59:24' 两个时间点之间的时间差，单位为秒。此时使用etime()函数即可，程序实现如下

t_start = datevec('20:56:01');  % 将开始时间的字符串转换为数组
t_end = datevec('20:59:24');  % 将结束时间的字符串转换为数组
dt = etime(t_end,t_start);  % 计算两个时间点之间差了多少秒

3. 已知一个时间点和时间差，求另一个时间点

例如，现想要计算 '20:56:01' 这个时间点过了720秒后的时间，程序实现如下

t_start = datetime('20:56:01');  % 将开始时间的字符串转换为时间点
duration = 720;  % 时间差，单位为秒
t_end = t_start + seconds(duration);  % 计算过了720秒之后的时间

其中，seconds()用于将一个数值转换为秒对象。

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MATLAB时间计算

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