取模运算————数学
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蔡勒(Zeller)公式,是一个计算星期的公式,随便给一个日期,就能用这个公
式推算出是星期几W = [C/4] - 2C + y + [y/4] + [13 * (M+1) / 5] + d - 1 或者是:w=y+[y/4]+[c/4]-2c+[26(m+1)/10]+d-1
w:星期; w对7取模得:0-星期日,1-星期一,2-星期二,3-星期三,4-星期四,5-星期五,6-星期六 c:世纪-1(前两位数) y:年(后两位数) 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。
以下是星期计算公式的推导·不想要推导可以不看
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,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] - [(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 + [(2004-1)/4] - [(2004-1)/100] + [(2004-1)/400] + (31+29+31+30+1)
= 731702,
731702 / 7 = 104528……6,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