给定两个日期范围,确定两个日期是否重叠的最简单或最有效的方法是什么?

例如,假设我们有由DateTime变量StartDate1到EndDate1和StartDate2到EndDate2表示的范围。


当前回答

我认为,在以下情况下,两个范围重叠就足够了:

(StartDate1 <= EndDate2) and (StartDate2 <= EndDate1)

其他回答

@Bretana给出的数学解很好,但忽略了两个具体细节:

封闭或半开放间隔的方面空间隔


关于区间边界的封闭或开放状态,@Bretana的解对封闭区间有效

(起点A<=终点B)和(终点A>=起点B)

可以重写为半开间隔:

(开始A<结束B)和(结束A>开始B)

这种校正是必要的,因为根据定义,开放区间边界不属于区间的值范围。


关于空间隔,这里上面所示的关系不成立。根据定义不包含任何有效值的空间隔必须作为特殊情况处理。我通过Java时间库Time4J通过以下示例进行了演示:

MomentInterval a = MomentInterval.between(Instant.now(), Instant.now().plusSeconds(2));
MomentInterval b = a.collapse(); // make b an empty interval out of a

System.out.println(a); // [2017-04-10T05:28:11,909000000Z/2017-04-10T05:28:13,909000000Z)
System.out.println(b); // [2017-04-10T05:28:11,909000000Z/2017-04-10T05:28:11,909000000Z)

前导方括号“[”表示封闭的开始,而最后一个括号“)”表示开放的结束。

System.out.println(
      "startA < endB: " + a.getStartAsInstant().isBefore(b.getEndAsInstant())); // false
System.out.println(
      "endA > startB: " + a.getEndAsInstant().isAfter(b.getStartAsInstant())); // true

System.out.println("a overlaps b: " + a.intersects(b)); // a overlaps b: false

如上所示,空间隔违反了上面的重叠条件(尤其是startA<endB),因此Time4J(以及其他库)必须将其作为特殊的边缘情况来处理,以确保任何任意间隔与空间隔的重叠都不存在。当然,日期间隔(默认情况下在Time4J中是关闭的,但也可以是半开的,就像空日期间隔一样)的处理方式类似。

适合我的紧凑公式

class ValidityRuleRange {
        private final Date from;
        private final Date to;
    ...
    private boolean isOverlap(ValidityRuleRange vrr) {
        int c1 = from.compareTo(vrr.getTo());
        int c2 = to.compareTo(vrr.getFrom());
        return c1 == 0 || c2 == 0 || c1 + c2 == 0;
    }

这里是我的简化。假设时间间隔

       | |
     | |

不要重叠,xa<xb和ya<yb可以简化处理。上述条件可以简单检查。然后你会得到

      ya       yb
      |--------|
xa |--|xb
   |----|
         |----|
ya > xa => return ya - xa < xb - xa
else    => return xa < yb

正如您可能注意到的,第二个间隔仅在xa>=ya的情况下相关。

这里还有一个使用JavaScript的解决方案。我的解决方案的特点:

将空值处理为无穷大假设下限是包含的,上限是不包含的。附带一系列测试

这些测试基于整数,但由于JavaScript中的日期对象是可比较的,因此您也可以添加两个日期对象。或者您可以输入毫秒时间戳。

代码:

/**
 * Compares to comparable objects to find out whether they overlap.
 * It is assumed that the interval is in the format [from,to) (read: from is inclusive, to is exclusive).
 * A null value is interpreted as infinity
 */
function intervalsOverlap(from1, to1, from2, to2) {
    return (to2 === null || from1 < to2) && (to1 === null || to1 > from2);
}

测验:

describe('', function() {
    function generateTest(firstRange, secondRange, expected) {
        it(JSON.stringify(firstRange) + ' and ' + JSON.stringify(secondRange), function() {
            expect(intervalsOverlap(firstRange[0], firstRange[1], secondRange[0], secondRange[1])).toBe(expected);
        });
    }

    describe('no overlap (touching ends)', function() {
        generateTest([10,20], [20,30], false);
        generateTest([20,30], [10,20], false);

        generateTest([10,20], [20,null], false);
        generateTest([20,null], [10,20], false);

        generateTest([null,20], [20,30], false);
        generateTest([20,30], [null,20], false);
    });

    describe('do overlap (one end overlaps)', function() {
        generateTest([10,20], [19,30], true);
        generateTest([19,30], [10,20], true);

        generateTest([10,20], [null,30], true);
        generateTest([10,20], [19,null], true);
        generateTest([null,30], [10,20], true);
        generateTest([19,null], [10,20], true);
    });

    describe('do overlap (one range included in other range)', function() {
        generateTest([10,40], [20,30], true);
        generateTest([20,30], [10,40], true);

        generateTest([10,40], [null,null], true);
        generateTest([null,null], [10,40], true);
    });

    describe('do overlap (both ranges equal)', function() {
        generateTest([10,20], [10,20], true);

        generateTest([null,20], [null,20], true);
        generateTest([10,null], [10,null], true);
        generateTest([null,null], [null,null], true);
    });
});

使用karma&jasmine&PhantomJS运行时的结果:

PhantomJS 1.9.8(Linux):执行20次成功(0.003秒/0.004秒)

关于时间关系(或任何其他区间关系)的推理,请考虑Allen的区间代数。它描述了两个区间之间可能存在的13种关系。你可以找到其他参考资料——“艾伦间隔”似乎是一个有效的搜索词。您还可以在Snodgrass的《用SQL开发面向时间的应用程序》(PDF,网址为)、《日期、达文和洛伦兹时间数据与关系模型》(2002年)或《时间与关系理论:关系模型与SQL中的时间数据库》(2014年;实际上是TD&RM的第二版)中找到有关这些操作的信息。


简短的答案是:给定两个日期间隔A和B,其中包含.start和.end以及约束.start<=.end,则两个间隔重叠,如果:

A.end >= B.start AND A.start <= B.end

您可以调整>=vs>和<=vs<的使用,以满足重叠程度的要求。


ErikE评论:

如果你数点有趣的事情,你只能得到13。。。当我疯狂地计算时,我可以得到“两个区间可以有15种可能的关系”。通过合理的计算,我只能得到6种关系,如果你不在乎A还是B先出现,我只能获得3种关系(不相交,部分相交,一种完全在另一种内)。15是这样的:[之前:之前,开始,内部,结束,之后],[开始:开始,内部、结束,之后】,[内部:内部,结束、之后],[结束:结束,之后,],[之后:之后]。

我认为你不能计算“之前:之前”和“之后:之后”这两个条目。如果你将某些关系与它们的逆关系等同起来,我可以看到7个条目(参见参考维基百科URL中的图表;它有7个条目,其中6个条目具有不同的逆关系,而equals没有不同的逆)。三个是否合理取决于你的要求。

----------------------|-------A-------|----------------------
    |----B1----|
           |----B2----|
               |----B3----|
               |----------B4----------|
               |----------------B5----------------|
                      |----B6----|
----------------------|-------A-------|----------------------
                      |------B7-------|
                      |----------B8-----------|
                         |----B9----|
                         |----B10-----|
                         |--------B11--------|
                                      |----B12----|
                                         |----B13----|
----------------------|-------A-------|----------------------