判断某一天是星期几的算法

最后写一个很有用的星期的介绍

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]-2×20+[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

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，

(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] + [(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 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M＝1）

D = { 31 + d；（当M＝2） (3)

╰ [ 13 * (M+1) / 5 ] - 7 + (M-1) * 28 + d + i．（当M≥3）

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M≥3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”，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．（3≤M≤14） (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] + [(2003-1)/400] + [13*(13+1)/5] + 1

= 2002 + 500 - 20 + 5 + 36 + 1

= 2524；

2524 / 7 = 360……4．这和实际是一致的。

公式(5)已经是从年、月、日来算星期几的公式了，但它还不是最简练的，对于年

份的处理还有改进的方法。我们先来用这个公式算出每个世纪第一年3月1日的星期，列表如下：

年份： 1(401,801,...,2001) 101(501,901, (2101)

--------------------------------------------------------------------

星期： 4 2

==============================================

年份：201(601,1001,...,2201) 301(701,1101, (2301)

--------------------------------------------------------------------

星期： 0 5

可以看出，每隔四个世纪，这个星期就重复一次。假如我们把301(701,1101, (2301)

年3月1日的星期数看成是-2（按数论中对余数的定义，-2和5除以7的余数相同，所以可以做这样的变换），那么这个重复序列正好就是一个4,2,0,-2的等差数列。据此，我们

可以得到下面的计算每个世纪第一年3月1日的星期的公式：

W = (4 - C mod 4) * 2 - 4． (6)

式中，C是该世纪的世纪数减一，mod表示取模运算，即求余数。比如，对于2001年3月1日，C=20，则：

W = (4 - 20 mod 4) * 2 - 4

= 8 - 4

= 4．

把公式(6)代入公式(5)，经过变换，可得：

(Y-1) + [(Y-1)/4] - [(Y-1)/100] + [(Y-1)/400] ≡ (4 - C mod 4) * 2 - 1

(mod 7)． (7)

因此，公式(5)中的(Y-1) + [(Y-1)/4] - [(Y-1)/100] + [(Y-1)/400]这四项，在计算

每个世纪第一年的日期的星期时，可以用(4 - C mod 4) * 2 - 1来代替。这个公式写

出来就是：

W = (4 - C mod 4) * 2 - 1 + [13 * (M+1) / 5] + d． (8)

有了计算每个世纪第一年的日期星期的公式，计算这个世纪其他各年的日期星期的公式

就很容易得到了。因为在一个世纪里，末尾为00的年份是最后一年，因此就用不着再考

虑“一百年不闰，四百年又闰”的规则，只须考虑“四年一闰”的规则。仿照由公式(1) 简化为公式(2)的方法，我们很容易就可以从式(8)得到一个比公式(5)更简单的计算任意

一天是星期几的公式：

W = (4 - C mod 4) * 2 - 1 + (y-1) + [y/4] + [13 * (M+1) / 5] + d． (9) 式中，y是年份的后两位数字。

如果再考虑到取模运算不是四则运算，我们还可以把(4 - C mod 4) * 2进一步改写

成只含四则运算的表达式。因为世纪数减一C除以4的商数q和余数r之间有如下关系：4q + r = C，

其中r即是 C mod 4，因此，有：

r = C - 4q

= C - 4 * [C/4]． (10) 则

(4 - C mod 4) * 2 ＝ (4 - C + 4 * [C/4]) * 2

＝ 8 - 2C + 8 * [C/4]

≡ [C/4] - 2C + 1 (mod 7)． (11) 把式(11)代入(9)，得到：

W = [C/4] - 2C + y + [y/4] + [13 * (M+1) / 5] + d - 1． (12)

这个公式由世纪数减一、年份末两位、月份和日数即可算出W，再除以7，得到的余数是

几就表示这一天是星期几，唯一需要变通的是要把1月和2月当成上一年的13月和14月，C和y都按上一年的年份取值。因此，人们普遍认为这是计算任意一天是星期几的最好的

公式。这个公式最早是由德国数学家克里斯蒂安·蔡勒（Christian Zeller, 1822- 1899）在1886年推导出的，因此通称为蔡勒公式（Zeller’s Formula）。为方便口算，

式中的[13 * (M+1) / 5]也往往写成[26 * (M+1) / 10]。

现在仍然让我们来算2004年5月1日的星期，显然C=20，y=4，M=5，d=1，代入蔡勒公式，有：

W = [20/4] - 40 + 4 + 1 + [13 * (5+1) / 5] + 1 - 1

= -15．

注意负数不能按习惯的余数的概念求余数，只能按数论中的余数的定义求余。为了方便

计算，我们可以给它加上一个7的整数倍，使它变为一个正数，比如加上70，得到55。

再除以7，余6，说明这一天是星期六。这和实际是一致的，也和公式(2)计算所得的结

果一致。

最后需要说明的是，上面的公式都是基于公历（格里高利历）的置闰规则来考虑

的。对于儒略历，蔡勒也推出了相应的公式是：

W = 5 - C + y + [y/4] + [13 * (M+1) / 5] + d - 1． (13)

这样，我们终于一劳永逸地解决了不查日历计算任何一天是星期几的问题。

题目:

12球太少，我3次能称14球，不相信？我还4次称41球，5次122球……

下面是怎么称14个球（设为A1-A14）。

前提是有多一个标准球A0。

A0-A4 vs A5-A9

如果相等，则坏球在A10-A14这5个球中。

5球（重新记做A1-A5外加一个A0为标准球）的称法如下：

A0,A1 vs A2,A3

如果相等，则坏球是A4或A5，取其中一个与A0再称一次即可判断（这个不用说了，人人都知道怎么称）。

如果不等，假设A0,A1 > A2,A3（<的话，下面的判断都反一反即可），则再称一次：

A2 vs A3

如果相等，则坏球是A1，否则A1就是好球，坏球在A2、A3中，根据上一次称量结果可以判断出，坏球比标准球轻，所以A2 vs A3的结果，轻的那个就是坏球。

如果第一次称量不等，则坏球在A1-A9这9个球中，并且你知道一个不等关系，我们假设是A0-A4 > A5-A9（<的话，下面的判断都反一反即可）。

然后测A1,A2,A5 vs A3,A4,A6

如果相等，则坏球在A7,A8,A9中，并且可以推导出其中轻的那个是坏球，再称一次肯定能找出坏的那个。

如果A1,A2,A5 > A3,A4,A6

则坏球在A1,A2,A6中，并且可以推导出A1,A2 > A0,A6

反之坏球在A5,A3,A4中，并且可以推导出A5,A0 < A3,A4

不难看出这两种情况实际是等价的，只需比较两个同处一侧的球就可以判断哪个是坏球了。

如果没有标准球A0的话，那第一次称量就不能5对5了，只能4对4，所以最多只能称13个球。第一次相等的情况跟前面完全一样，如果不等，就是那8个球有问题，比前面的9个还少一个，所以你肯定可以称出来。那么为什么常见的题目都是12球呢？估计最初流传时很少有人真正从理论（信息论）上理解这个题，所以答案都是凑出来的，自然很难做到最优化。

但是如果掌握了理论，这个称球问题就可以推广，比如4次最多可以称量27+14=41个。前提也是你多一个标准球，这样第一次称量就是14 vs 13+1，如果相等，坏球就在剩下的14个里，就转化为了前面描述的14球称量问题。如果不等，则坏球在27个里，通过合理调配，你肯定可以把它们区别成3组分别9个，通过一次称量判断出坏球到底是在哪9个球中。因为一次称量有3种状态，可以把一堆球分成3组。以下每次都是3组1分，所以27=3的3次方就是表示3次称量就可以区分出来了。

不难看出，如果5次的话，可以最多称量27*3+41=122个，以下可以逐级类推，有兴趣的同志可以求出它的公式。

最后是一个思考题，既然可以3个一组分，为什么3次称量只能称14个而不是27个呢？