蔡勒公式——计算星期几

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1、如何计算某一天是星 期几? 蔡勒(Zeller)公式历史上的某一天是星期几?未来的某一天是星期几?关于这个问题,有很多计算公式(两个通用计算公式和一些分段计算公式) ,其中最著名的是蔡勒(Zeller)公式。即 w=y+y/4+c/4-2c+26(m+1)/10+d-1公式中的符号含义如下,w:星期;c:世纪-1;y:年(两位数) ;m:月(m 大于等于3,小于等于14,即在蔡勒公式中,某年的1、2月要看作上一年的13、14月来计算,比如2003年1月1日要看作2002年的13月1日来计算) ;d:日; 代表取整,即只要整数部分。(C 是世纪数减一,y 是年份后两位,M 是月份,d 是日数。1

2、月和2月要按上一年的13月和 14月来算,这时 C 和 y 均按上一年取值。)算出来的 W 除以7,余数是几就是星期几。如果余数是0,则为星期日。以2049年10月1日(100周年国庆)为例,用蔡勒(Zeller)公式进行计算,过程如下:蔡勒(Zeller)公式:w=y+y/4+c/4-2c+26(m+1)/10+d-1=49+49/4+20/4-220+26 (10+1)/10+1-1=49+12.25+5-40+28.6=49+12+5-40+28=54 (除以7余5)即2049年10月1日(100周年国庆)是星期5。你的生日(出生时、今年、明年)是星期几?不妨试一试。不过,以上公式只适合

3、于1582年10月15日之后的情形(当时的罗马教皇将恺撒大帝制订的儒略历修改成格里历,即今天使用的公历) 。过程的推导:(对推理不感兴趣的可略过不 看)星期制度是一种有古老传统的制度。据说因为圣经创世纪中规定上帝用了六天时间创世纪,第七天休息,所以人们也就以七天为一个周期来安排自己的工作和生活,而星期日是休息日。从实际的角度来讲,以七天为一个周期,长短也比较合适。所以尽管中国的传统工作周期是十天(比如王勃滕王阁序中说的“十旬休暇”,即是指官员的工作每十日为一个周期,第十日休假) ,但后来也采取了西方的星期制度。在日常生活中,我们常常遇到要知道某一天是星期几的问题。有时候,我们还想知道历史上某一

4、天是星期几。通常,解决这个方法的有效办法是看日历,但是我们总不会随时随身带着日历,更不可能随时随身带着几千年的万年历。假如是想在计算机编程中计算某一天是星期几,预先把一本万年历存进去就更不现实了。这时候是不是有办法通过什么公式,从年月日推出这一天是星期几呢?答案是肯定的。其实我们也常常在这样做。我们先举一个简单的例子。比如,知道了2004年5月1日是星期六,那么2004年5月31日“世界无烟日”是星期几就不难推算出来。我们可以掰着指头从1日数到31日,同时数星期,最后可以数出5月31日是星期一。其实运用数学计算,可以不用掰指头。我们知道星期是七天一轮回的,所以5月1日是星期六,七天之后的5月8

5、日也是星期六。在日期上,8-1=7,正是7的倍数。同样,5月15日、5月22日和5月29日也是星期六,它们的日期和5月1日的差值分别是14、21和28,也都是7的倍数。那么5月31日呢?31-1=30,虽然不是7的倍数,但是31除以7,余数为2,这就是说,5月31日的星期,是在5月1日的星期之后两天。星期六之后两天正是星期一。这个简单的计算告诉我们计算星期的一个基本思路:首先,先要知道在想算的日子之前的一个确定的日子是星期几,拿这一天做为推算的标准,也就是相当于一个计算的“原点”。其次,知道想算的日子和这个确定的日子之间相差多少天,用7除这个日期的差值,余数就表示想算的日子的星期在确定的日子的

6、星期之后多少天。如果余数是0,就表示这两天的星期相同。显然,如果把这个作为“原点”的日子选为星期日,那么余数正好就等于星期几,这样计算就更方便了。但是直接计算两天之间的天数,还是不免繁琐。比如1982年7月29日和2004年5月1日之间相隔7947天,就不是一下子能算出来的。它包括三段时间:一,1982年7月29日以后这一年的剩余天数;二,1983-2003这二十一个整年的全部天数;三,从2004年元旦到5月1日经过的天数。第二段比较好算,它等于21*365+5=7670天,之所以要加5,是因为这段时间内有5个闰年。第一段和第三段就比较麻烦了,比如第三段,需要把5月之前的四个月的天数累加起来,

7、再加上日期值,即31+29+31+30+1=122天。同理,第一段需要把7月之后的五个月的天数累加起来,再加上7月剩下的天数,一共是155天。所以总共的相隔天数是122+7670+155=7947天。仔细想想,如果把“原点”日子的日期选为12月31日,那么第一段时间也就是一个整年,这样一来,第一段时间和第二段时间就可以合并计算,整年的总数正好相当于两个日子的年份差值减一。如果进一步把“原点”日子选为公元前1年12月31日(或者天文学家所使用的公元0年12月31日) ,这个整年的总数就正好是想算的日子的年份减一。这样简化之后,就只须计算两段时间:一,这么多整年的总天数;二,想算的日子是这一年的第

8、几天。巧的是,按照公历的年月设置,这样反推回去,公元前1年12月31日正好是星期日,也就是说,这样算出来的总天数除以7的余数正好是星期几。那么现在的问题就只有一个:这么多整年里面有多少闰年。这就需要了解公历的置闰规则了。我们知道,公历的平年是365天,闰年是366天。置闰的方法是能被4整除的年份在2月加一天,但能被100整除的不闰,能被400整除的又闰。因此,像1600、2000、2400年都是闰年,而1700、1800、1900、2100年都是平年。公元前1年,按公历也是闰年。因此,对于从公元前1年(或公元0年)12月31日到某一日子的年份 Y 之间的所有整年中的闰年数,就等于(Y-1)/4

9、 - (Y-1)/100 + (Y-1)/400,.表示只取整数部分。第一项表示需要加上被4整除的年份数,第二项表示需要去掉被100整除的年份数,第三项表示需要再加上被400整除的年份数。之所以 Y 要减一,这样,我们就得到了第一个计算某一天是星期几的公式:W = (Y-1)*365 + (Y-1)/4 - (Y-1)/100 + (Y-1)/400 + D (1)其中 D 是这个日子在这一年中的累积天数。算出来的 W 就是公元前1年(或公元0年)12月31日到这一天之间的间隔日数。把 W 用7除,余数是几,这一天就是星期几。比如我们来算2004年5月1日:W = (2004-1)*365 +

10、 (2004-1)/4 - (2004-1)/100 + (2004-1)/400 +(31+29+31+30+1)= 731702,731702 / 7 = 1045286,余数为六,说明这一天是星期六。这和事实是符合的。上面的公式(1)虽然很准确,但是计算出来的数字太大了,使用起来很不方便。仔细想想,其实这个间隔天数 W 的用数仅仅是为了得到它除以7之后的余数。这启发我们是不是可以简化这个 W 值,只要找一个和它余数相同的较小的数来代替,用数论上的术语来说,就是找一个和它同余的较小的正整数,照样可以计算出准确的星期数。显然,W 这么大的原因是因为公式中的第一项(Y-1)*365太大了。其实

11、,(Y-1)*365 = (Y-1) * (364+1)= (Y-1) * (7*52+1)= 52 * (Y-1) * 7 + (Y-1),这个结果的第一项是一个7的倍数,除以7余数为0,因此(Y-1)*365除以7的余数其实就等于 Y-1除以7的余数。这个关系可以表示为:(Y-1)*365 Y-1 (mod 7)其中,是数论中表示同余的符号,mod 7的意思是指在用7作模数(也就是除数)的情况下号两边的数是同余的。因此,完全可以用(Y-1)代替(Y-1)*365,这样我们就得到了那个著名的、也是最常见到的计算星期几的公式:W = (Y-1) + (Y-1)/4 - (Y-1)/100 +

12、(Y-1)/400 + D (2)这个公式虽然好用多了,但还不是最好用的公式,因为累积天数 D 的计算也比较麻烦。是不是可以用月份数和日期直接计算呢?答案也是肯定的。我们不妨来观察一下各个月的日数,列表如下:月 份:1月 2月 3月 4月 5月 6月 7月 8月 9月 10月 11月 12月-天 数: 31 28(29) 31 30 31 30 31 31 30 31 30 31如果把这个天数都减去28(=4*7) ,不影响 W 除以7的余数值。这样我们就得到另一张表:月 份:1月 2月 3月 4月 5月 6月 7月 8月 9月 10月 11月 12月-剩余天数: 3 0(1) 3 2 3 2

13、 3 3 2 3 2 3平年累积: 3 3 6 8 11 13 16 19 21 24 26 29闰年累积: 3 4 7 9 12 14 17 20 22 25 27 30仔细观察的话,我们会发现除去1月和2月,3月到7月这五个月的剩余天数值是3,2,3,2,3;8月到12月这五个月的天数值也是3,2,3,2,3,正好是一个重复。相应的累积天数中,后一月的累积天数和前一月的累积天数之差减去28就是这个重复。正是因为这种规律的存在,平年和闰年的累积天数可以用数学公式很方便地表达: d; (当 M1)D = 31 + d; (当 M2) (3) 13 * (M+1) / 5 - 7 + (M-1)

14、 * 28 + d + i (当 M3)其中.仍表示只取整数部分;M 和 d 分别是想算的日子的月份和日数;平年 i=0,闰年i=1。对于 M3的表达式需要说明一下:13*(M+1)/5-7算出来的就是上面第二个表中的平年累积值,再加上(M-1)*28就是想算的日子的月份之前的所有月份的总天数。这是一个很巧妙的办法,利用取整运算来实现3,2,3,2,3的循环。比如,对2004年5月1日,有:D = 13 * (5+1) / 5 - 7 + (5-1) * 28 + 1 + 1= 122,这正是5月1日在2004年的累积天数。假如,我们再变通一下,把1月和2月当成是上一年的“13月”和“14月”

15、,不仅仍然符合这个公式,而且因为这样一来,闰日成了上一“年”(一共有14个月)的最后一天,成了 d 的一部分,于是平闰年的影响也去掉了,公式就简化成:D = 13 * (M+1) / 5 - 7 + (M-1) * 28 + d (3M14) (4)上面计算星期几的公式,也就可以进一步简化成:W = (Y-1) + (Y-1)/4 - (Y-1)/100 + (Y-1)/400 + 13 * (M+1) / 5 - 7+ (M-1) * 28 + d因为其中的-7和(M-1)*28两项都可以被7整除,所以去掉这两项,W 除以7的余数不变,公式变成:W = (Y-1) + (Y-1)/4 - (Y-1)/100 + (Y-1)/400 + 13 * (M+1) / 5 + d(5)当然,要注意1月和2月已经被当成了上一年的13月和14月,因此在计算1月和2月的日子的星期时,除了 M 要按13或14算,年份 Y 也要减一。比如,2004年1月1日是星期四,用这个公式来算,有:W = (2003-1) + (2003-1)/4 - (2003-1)/100 + (

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