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Python之日期與時間處理模組(date和datetime)

高洛峰
高洛峰原創
2017-02-20 10:10:581313瀏覽

前言

在開發工作中,我們常需要用到日期與時間,如:

  • 作為日誌資訊的內容輸出

  • 用日期計算某個功能的執行時間命名一個日誌檔案的名稱

  • 記錄或展示某文章的發布或修改時間

  • 其他

  • Python中提供了多個功能模組、作業的內建:time datetime模組和calendar模組。其中time模組是透過呼叫C函式庫實現的,所以有些方法在某些平台上可能無法調用,但是其提供的大部分介面與C標準函式庫time.h基本上一致。 time模組相比,datetime模組提供的介面更直覺、易用,功能也更強大。

一、相關術語的解釋

UTC time Coordinated Universal Time,世界協調時,又稱 格林尼治天文時間、世界標準時間。與UTC time對應的是各時區的local time,東N區的時間比UTC時間早N個小時,因此UTC time + N小時即為東N區的本地時間;而西N區時間比UTC時間晚N小時,即UTC time - N小時即為西N區的本地時間; 中國在東8區,因此比UTC時間早8小時,可以以UTC+8進行表示。

  • epoch time 表示時間開始的起點;它是一個特定的時間,不同平台上這個時間點的值不太相同,對於Unix而言,epoch time為1970-01-01 00:00:00 UTC 。

  • timestamp(時間戳) 也稱為Unix時間或POSIX時間;它是一種時間表示方式,表示從格林尼治時間1970年1月1日0時0分0秒開始到現在所經過的毫秒數,其值為float類型。 但是有些程式語言的相關方法回傳的是秒數(Python就是這樣),這個需要看方法的文檔說明。需要說明的是時間戳記是個差值,其值與時區無關。

  • 二、時間的表現形式

常見的時間表示形式為:

常見的時間表示形式為:
  • 表示形式:
  • time模組的time.struct_time

datetime模組的datetime類
  • 關於datetime模組的structdate類會在下面做詳細講解類會在下面做詳細說。
  • time.struct_time包含以下屬性:


下標/索引


屬性名稱

年份,如20171 tm_mon月份,取值範圍為[1, 12]2tm_mday一個月中的第幾天,取值範圍為[1-31] tm_hour小時, 取值範圍為[0-23]4tm_min分鐘,取值範圍為[0, 59]為[0, 61]一個星期中的第幾天,取值範圍為[0-6],0表示法中的第幾天,取值範圍為[1, 366]8tm_isdst是否為夏令時,可取值為:0 , 1 或-1是否為夏令時,可取值為:0 , 1 或-1
6 tm_wday

屬性值的取得方式有兩種:

  • 可以把它當作一個特殊的有序不可變序列透過下標/索引取得各個元素的值,如t [0]

  • 也可以透過.屬性名的方式來取得各個元素的值,如t.tm_year。

需要說明的是struct_time實例的各個屬性都是唯讀的,不可修改。

三、 time模組

time模組主要用於時間存取和轉換,這個模組提供了各種與時間相關的函數。

1.函數列表


方法/屬性 描述
time.altzone 傳回與utc時間的時間差,以秒為單位(西區該值為正,東區該值為負)。其表示的是本地DST 時區的偏移量,只有daylight非0時才使用。
time.clock() 傳回目前進程所消耗的處理器運行時間秒數(不包括sleep時間),值為小數;該方法Python3. 3改成了time.process_time()
time.asctime([t]) 將一個tuple或struct_time形式的時間(可以透過gmtime()和localtime()方法取得)轉換為一個24個字元的時間字串,格式為: "Fri Aug 19 11:14:16 2016"。如果參數t未提供,則取localtime()的回傳值作為參數。
time.ctime([secs]) 功能同上,將一個秒數時間戳表示的時間轉換為一個表示當前本地時間的字串。如果參數secs沒有提供或值為None,則取time()方法的回傳值作為預設值。 ctime(secs)等價於asctime(localtime(secs))
time.time() 回傳時間戳記(自1970-1-1 0:00 :00 至今所經歷的秒數)
time.localtime([secs]) 傳回以指定時間戳對應的本地時間的struct_time物件(可以透過下標,也可以透過.屬性名的方式來引用內部屬性)格式
time.localtime(time.time() + n*3600) 返回n小時後本地時間的struct_time物件格式(可以用來實作類似crontab的功能)
time.gmtime([secs]) 傳回指定時間戳對應的utc時間的struct_time物件格式(與目前本地時間差8小時)
time.gmtime(time.time() + n*3600) 返回n小時後utc時間的struct_time物件(可以透過.屬性名的方式來引用內部屬性)格式
time.strptime(time_str, time_format_str) 將時間字串轉換為struct_time時間對象,如:time.strptime('2017-01-13 17:07', '%Y-%m-%d %H:%M')
time.mktime(struct_time_instance) 將struct_time物件實例轉換成時間戳記
time.strftime(time_format_str, struct_time_instance) 將struct_time物件實例轉換成字串

2.練習

取得時間戳格式的時間

>>> time.time()
1486188022.862

取得struct_time格式的時間

>>> time.localtime()
time.struct_time(tm_year=2017, tm_mon=2, tm_mday=4, tm_hour=14, tm_min=2, tm_sec=34, tm_wday=5, tm_yday=35, tm_isdst=0)
>>> time.gmtime()
time.struct_time(tm_year=2017, tm_mon=2, tm_mday=4, tm_hour=6, tm_min=2, tm_sec=56, tm_wday=5, tm_yday=35, tm_isdst=0)

取得字串格式的時間

>>> time.ctime()
'Sat Feb 04 14:06:42 2017'
>>> time.asctime()
'Sat Feb 04 14:06:47 2017'

時間戳格式轉struct_time格式時間

>>> t1 = time.time()
>>> print(t1)
1486188476.9
>>> t2 = time.localtime(t1)
>>> print(t2)
time.struct_time(tm_year=2017, tm_mon=2, tm_mday=4, tm_hour=14, tm_min=7, tm_sec=56, tm_wday=5, tm_yday=35, tm_isdst=0)
>>> t3 = time.gmtime(t1)
>>> print(t3)
time.struct_time(tm_year=2017, tm_mon=2, tm_mday=4, tm_hour=6, tm_min=7, tm_sec=56, tm_wday=5, tm_yday=35, tm_isdst=0)
>>>

字串格式轉struct_time格式時間

>>> time.strptime('Sat Feb 04 14:06:42 2017')
time.struct_time(tm_year=2017, tm_mon=2, tm_mday=4, tm_hour=14, tm_min=6, tm_sec=42, tm_wday=5, tm_yday=35, tm_isdst=-1)
>>> time.strptime('Sat Feb 04 14:06:42 2017', '%a %b %d %H:%M:%S %Y')
time.struct_time(tm_year=2017, tm_mon=2, tm_mday=4, tm_hour=14, tm_min=6, tm_sec=42, tm_wday=5, tm_yday=35, tm_isdst=-1)
>>> time.strptime('2017-02-04 14:12', '%Y-%m-%d %H:%M')
time.struct_time(tm_year=2017, tm_mon=2, tm_mday=4, tm_hour=14, tm_min=12, tm_sec=0, tm_wday=5, tm_yday=35, tm_isdst=-1)
>>> time.strptime('2017/02/04 14:12', '%Y/%m/%d %H:%M')
time.struct_time(tm_year=2017, tm_mon=2, tm_mday=4, tm_hour=14, tm_min=12, tm_sec=0, tm_wday=5, tm_yday=35, tm_isdst=-1)
>>> time.strptime('201702041412', '%Y%m%d%H%M')
time.struct_time(tm_year=2017, tm_mon=2, tm_mday=4, tm_hour=14, tm_min=12, tm_sec=0, tm_wday=5, tm_yday=35, tm_isdst=-1)

struct_time格式轉字串格式時間

>>> time.strftime('%Y-%m-%d %H:%M', time.localtime())
'2017-02-04 14:19'

struct_time格式转时间戳格式时间
>>> time.mktime(time.localtime())
1486189282.0

3. 時間格式轉換

時間戳格式的時間與字串格式的時間雖然可以透過ctime ([secs])方法進行轉換,但是字串格式較不適應中國國情。因此,整體而言,它們不能直接進行轉換,需要透過struct_time作為中介,轉換關係如下:

Python之日期與時間處理模組(date和datetime)

說明:上面的'%H:%M:%S ' 可以直接用'%X' 代替。

四、 datetime模組

datetime模組提供了處理日期和時間的類,既有簡單的方式,又有複雜的方式。它雖然支援日期和時間演算法,但其實現的重點是為輸出格式化和操作提供高效的屬性提取功能。

1. datetime模組中定義的類別

datetime模組定義了以下幾個類別:


類別名稱 描述
datetime.date 表示日期,常用的屬性有:year, month和day
datetime.time 表示時間,常用屬性有:hour, minute, second, microsecond
datetime.datetime 表示日期時間
datetime.timedelta 表示兩個date、time、datetime實例之間的時間間隔,解析度(最小單位)可達微秒
datetime.tzinfo 時區相關資訊物件的抽象基底類別。它們由datetime和time類別使用,以提供自訂時間的而調整。
datetime.timezone Python 3.2中新增的功能,實作tzinfo抽象基類的類,表示與UTC的固定偏移量

需要說明的是:這些類別的物件都是不可變的。

類別之間的關係:

object
 date
 datetime
 time
 timedelta
 tzinfo
 timezone

2. datetime模組中定義的常數


常數名稱 描述
datetime.MINYEAR datetime.date或datetime.datetime物件所允許的年份的最小值,值為1
datetime.MAXYEAR datetime. date或datetime.datetime物件所允許的年份的最大值,只為9999

3. datetime.date類別

datetime.date類別的定義

class datetime.date(year, month, day)

year, month 和day都是是必須參數,各參數的值範圍為:


參數名稱 取值範圍
year [MINYEAR, MAXYEAR]
month [1, 12]
day [1, 指定年份的月份中的天數]

類別方法和屬性


類別方法/屬性名稱 描述
date.max date物件所能表示的最大日期:9999-12-31
date.min date物件所能表示的最小日誌:00001-01-01
date.resoluation date物件表示的日期的最小單位:天
date.today() 傳回一個表示目前本地日期的date物件
date.fromtimestamp(timestamp) 根據跟定的時間戳,傳回一個date物件

对象方法和属性


对象方法/属性名称 描述
d.year
d.month
d.day
d.replace(year[, month[, day]]) 生成并返回一个新的日期对象,原日期对象不变
d.timetuple() 返回日期对应的time.struct_time对象
d.toordinal() 返回日期是是自 0001-01-01 开始的第多少天
d.weekday() 返回日期是星期几,[0, 6],0表示星期一
d.isoweekday() 返回日期是星期几,[1, 7], 1表示星期一
d.isocalendar() 返回一个元组,格式为:(year, weekday, isoweekday)
d.isoformat() 返回‘YYYY-MM-DD'格式的日期字符串
d.strftime(format) 返回指定格式的日期字符串,与time模块的strftime(format, struct_time)功能相同

实例

>>> import time
>>> from datetime import date
>>>
>>> date.max
datetime.date(9999, 12, 31)
>>> date.min
datetime.date(1, 1, 1)
>>> date.resolution
datetime.timedelta(1)
>>> date.today()
datetime.date(2017, 2, 4)
>>> date.fromtimestamp(time.time())
datetime.date(2017, 2, 4)
>>>
>>> d = date.today()
>>> d.year
2017
>>> d.month
2
>>> d.day
4
>>> d.replace(2016)
datetime.date(2016, 2, 4)
>>> d.replace(2016, 3)
>>> d.replace(2016, 3, 2)
datetime.date(2016, 3, 2)
>>> d.timetuple()
time.struct_time(tm_year=2017, tm_mon=2, tm_mday=4, tm_hour=0, tm_min=0, tm_sec=0, tm_wday=5, tm_yday=35, tm_isdst=-1)
>>> d.toordinal()
736364
>>> d.weekday()
5
>>> d.isoweekday()
6
>>> d.isocalendar()
(2017, 5, 6)
>>> d.isoformat()
'2017-02-04'
>>> d.ctime()
'Sat Feb 4 00:00:00 2017'
>>> d.strftime('%Y/%m/%d')
'2017/02/04'

4. datetime.time类

time类的定义

class datetime.time(hour, [minute[, second, [microsecond[, tzinfo]]]])

hour为必须参数,其他为可选参数。各参数的取值范围为:


参数名称 取值范围
hour [0, 23]
minute [0, 59]
second [0, 59]
microsecond [0, 1000000]
tzinfo tzinfo的子类对象,如timezone类的实例

类方法和属性


类方法/属性名称 描述
time.max time类所能表示的最大时间:time(23, 59, 59, 999999)
time.min time类所能表示的最小时间:time(0, 0, 0, 0)
time.resolution 时间的最小单位,即两个不同时间的最小差值:1微秒

对象方法和属性


对象方法/属性名称 描述
t.hour
t.minute
t.second
t.microsecond 微秒
t.tzinfo 返回传递给time构造方法的tzinfo对象,如果该参数未给出,则返回None
t.replace(hour[, minute[, second[, microsecond[, tzinfo]]]]) 生成并返回一个新的时间对象,原时间对象不变
t.isoformat() 返回一个‘HH:MM:SS.%f'格式的时间字符串
t.strftime() 返回指定格式的时间字符串,与time模块的strftime(format, struct_time)功能相同

实例

>>> from datetime import time
>>>
>>> time.max
datetime.time(23, 59, 59, 999999)
>>> time.min
datetime.time(0, 0)
>>> time.resolution
datetime.timedelta(0, 0, 1)
>>>
>>> t = time(20, 5, 40, 8888)
>>> t.hour
20
>>> t.minute
5
>>> t.second
40
>>> t.microsecond
8888
>>> t.tzinfo
>>>
>>> t.replace(21)
datetime.time(21, 5, 40, 8888)
>>> t.isoformat()
'20:05:40.008888'
>>> t.strftime('%H%M%S')
'200540'
>>> t.strftime('%H%M%S.%f')
'200540.008888'

5. datetime.datetime类

datetime类的定义


复制代码 代码如下:


class datetime.datetime(year, month, day, hour=0, minute=0, second=0, microsecond=0, tzinfo=None)

year, month 和 day是必须要传递的参数, tzinfo可以是None或tzinfo子类的实例。

各参数的取值范围为:


参数名称 取值范围
year [MINYEAR, MAXYEAR]
month [1, 12]
day [1, 指定年份的月份中的天数]
hour [0, 23]
minute [0, 59]
second [0, 59]
microsecond [0, 1000000]
tzinfo tzinfo的子类对象,如timezone类的实例

如果一個參數超出了這些範圍,會造成ValueError異常。

類別方法與屬性


ate類datetime.utcnow() (date, time)把指定的date和time物件整合成一個datetime物件datetime.strptime(date_str, format)將時間物件轉換為datetime
類別方法/屬性名稱 描述
datetime.now([tz]) 傳回指定時區日期時間的datetime對象,如果不指定tz參數則結果同上
datetime.utcnow() 返回目前的date日
datetime.fromtimestamp(timestamp[, tz]) 根據指定的時間戳創建一個datetime物件
datetime.utcfromtimestamp(timestamp)
物件方法/屬性名稱 描述

, dt .minute, dt.second

時、分、秒


dt.microsecond, dt.tzinfo微秒、時區資訊dt.date( dt.time()dt.timetz()產生並傳回一個新的datetime對象,如果所有參數都沒有指定,則回傳一個與原datetime物件相同的物件回傳datetime物件對應的tuple(不含tzinfo)
取得datetime對象對應的time對象, tzinfo 為None
tz dt.replace([year[, month[, day[, hour[, minute[, second[, microsecond[, tzinfo]]]]]]])
dt.timetuple()
dt.物件對應的utc時間的tuple(不包括tzinfo)
dt.toordinal() 同date物件
dt.weekday() 同date獨享
dt.isoformat([sep]) 返回一個'%Y-%m-%d
dt.ctime() time (time.mktime(d.timetuple()))
dt.strftime(format) 傳回指定格式的時間字串

实例

>>> from datetime import datetime, timezone
>>>
>>> datetime.today()
datetime.datetime(2017, 2, 4, 20, 44, 40, 556318)
>>> datetime.now()
datetime.datetime(2017, 2, 4, 20, 44, 56, 572615)
>>> datetime.now(timezone.utc)
datetime.datetime(2017, 2, 4, 12, 45, 22, 881694, tzinfo=datetime.timezone.utc)
>>> datetime.utcnow()
datetime.datetime(2017, 2, 4, 12, 45, 52, 812508)
>>> import time
>>> datetime.fromtimestamp(time.time())
datetime.datetime(2017, 2, 4, 20, 46, 41, 97578)
>>> datetime.utcfromtimestamp(time.time())
datetime.datetime(2017, 2, 4, 12, 46, 56, 989413)
>>> datetime.combine(date(2017, 2, 4), t)
datetime.datetime(2017, 2, 4, 20, 5, 40, 8888)
>>> datetime.strptime('2017/02/04 20:49', '%Y/%m/%d %H:%M')
datetime.datetime(2017, 2, 4, 20, 49)
>>> dt = datetime.now()
>>> dt
datetime.datetime(2017, 2, 4, 20, 57, 0, 621378)
>>> dt.year
2017
>>> dt.month
2
>>> dt.day
4
>>> dt.hour
20
>>> dt.minute
57
>>> dt.second
0
>>> dt.microsecond
621378
>>> dt.tzinfo
>>> dt.timestamp()
1486213020.621378
>>> dt.date()
datetime.date(2017, 2, 4)
>>> dt.time()
datetime.time(20, 57, 0, 621378)
>>> dt.timetz()
datetime.time(20, 57, 0, 621378)
>>> dt.replace()
datetime.datetime(2017, 2, 4, 20, 57, 0, 621378)
>>> dt.replace(2016)
datetime.datetime(2016, 2, 4, 20, 57, 0, 621378)
>>> dt.timetuple()
time.struct_time(tm_year=2017, tm_mon=2, tm_mday=4, tm_hour=20, tm_min=57, tm_sec=0, tm_wday=5, tm_yday=35, tm_isdst=-1)
>>> dt.utctimetuple()
time.struct_time(tm_year=2017, tm_mon=2, tm_mday=4, tm_hour=20, tm_min=57, tm_sec=0, tm_wday=5, tm_yday=35, tm_isdst=0)
>>> dt.toordinal()
736364
>>> dt.weekday()
5
>>> dt.isocalendar()
(2017, 5, 6)
>>> dt.isoformat()
'2017-02-04T20:57:00.621378'
>>> dt.isoformat(sep='/')
'2017-02-04/20:57:00.621378'
>>> dt.isoformat(sep=' ')
'2017-02-04 20:57:00.621378'
>>> dt.ctime()
'Sat Feb 4 20:57:00 2017'
>>> dt.strftime('%Y%m%d %H:%M:%S.%f')
'20170204 20:57:00.621378'

6. 使用datetime.datetime类对时间戳与时间字符串进行转换

Python之日期與時間處理模組(date和datetime)

7. datetime.timedelta类

timedelta对象表示连个不同时间之间的差值。如果使用time模块对时间进行算术运行,只能将字符串格式的时间 和 struct_time格式的时间对象 先转换为时间戳格式,然后对该时间戳加上或减去n秒,最后再转换回struct_time格式或字符串格式,这显然很不方便。而datetime模块提供的timedelta类可以让我们很方面的对datetime.date, datetime.time和datetime.datetime对象做算术运算,且两个时间之间的差值单位也更加容易控制。
 这个差值的单位可以是:天、秒、微秒、毫秒、分钟、小时、周。

datetime.timedelta类的定义


复制代码 代码如下:


class datetime.timedelta(days=0, seconds=0, microseconds=0, milliseconds=0, hours=0, weeks=0)

所有参数都是默认参数,因此都是可选参数。参数的值可以是整数或浮点数,也可以是正数或负数。内部值存储days、seconds 和 microseconds,其他所有参数都将被转换成这3个单位:

  • 1毫秒转换为1000微秒

  • 1分钟转换为60秒

  • 1小时转换为3600秒

  • 1周转换为7天

然后对这3个值进行标准化,使得它们的表示是唯一的:

  • microseconds : [0, 999999]

  • seconds : [0, 86399]

  • days : [-999999999, 999999999]

类属性


类属性名称 描述
timedelta.min timedelta(-999999999)
timedelta.max timedelta(days=999999999, hours=23, minutes=59, seconds=59, microseconds=999999)
timedelta.resolution timedelta(microseconds=1)

实例方法和属性


实例方法/属性名称 描述
td.days 天 [-999999999, 999999999]
td.seconds 秒 [0, 86399]
td.microseconds 微秒 [0, 999999]
td.total_seconds() 时间差中包含的总秒数,等价于: td / timedelta(seconds=1)


方法/属性 描述
datetime.datetime.now() 返回当前本地时间(datetime.datetime对象实例)
datetime.datetime.fromtimestamp(timestamp) 返回指定时间戳对应的时间(datetime.datetime对象实例)
datetime.timedelta() 返回一个时间间隔对象,可以直接与datetime.datetime对象做加减操作

实例

>>> import datetime
>>>
>>> datetime.timedelta(365).total_seconds() # 一年包含的总秒数
31536000.0
>>> dt = datetime.datetime.now()
>>> dt + datetime.timedelta(3) # 3天后
datetime.datetime(2017, 2, 8, 9, 39, 40, 102821)
>>> dt + datetime.timedelta(-3) # 3天前
datetime.datetime(2017, 2, 2, 9, 39, 40, 102821)
>>> dt + datetime.timedelta(hours=3) # 3小时后
datetime.datetime(2017, 2, 5, 12, 39, 40, 102821)
>>> dt + datetime.timedelta(hours=-3) # 3小时前
datetime.datetime(2017, 2, 5, 6, 39, 40, 102821)
>>> dt + datetime.timedelta(hours=3, seconds=30) # 3小时30秒后 
datetime.datetime(2017, 2, 5, 12, 40, 10, 102821)

五、时间格式码

time模块的struct_time以及datetime模块的datetime、date、time类都提供了strftime()方法,该方法可 以输出一个指定格式的时间字符串。具体格式由一系列的格式码(格式字符)组成,Python最终调用的是各个平台C库的strftme()函数,因此各平台对全套格式码的支持会有所不同,具体情况需要参考该平台上的strftime(3)文档。下面列出了C标准(1989版)要求的所有格式码,它们在所有标准C实现的平台上都可以工作:

Python之日期與時間處理模組(date和datetime)

六、总结

那么Python中处理时间时,使用time模块好,还是用datetime模块好呢?就我个人而言,datetime模块基本上可以满足需要,且用起来确实比较方便。对于time模块,我只是在取当前时间的时间戳时会用到time.time()方法,当然也可以通过datetime.datetime.now().timestamp()来获取,只是显得复杂一点。我觉得还是看个人习惯吧,没有什么绝对的好坏之分。

以上就是本文的全部内容,希望对大家的学习有所帮助,也希望大家多多支持PHP中文网。

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