Python之datetime和date模組

這篇文章主要介紹了Python之日期與時間處理模組（date和datetime），小編覺得挺不錯的，現在分享給大家，也給大家做個參考。一起跟著小編過來看看吧

前言

在開發工作中，我們常常需要用到日期與時間，如：

• 作為日誌訊息的內容輸出

• 計算某個功能的執行時間

• 用日期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中提供了多個用於對日期和時間進行操作的內建模組：time模組、datetime模組和calendar模組。其中time模組是透過調用C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接口與C標準庫time.h基本一致。 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件說明。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

#常見的時間表示法為：

• #時間戳記

• 格式化的時間字串

#Python中還有其它的時間表示形式：

• time模組的time.struct_time

• datetime模組的datetime類別

#關於datetime模組的datetime類別會在下面做詳細講解，這裡簡單說下time.struct_time。

time.struct_time包含如下屬性：

##tm_hour小時， 取值範圍為[0-23]4#tm_min分鐘，取值範圍為[0, 59]5tm_sec秒，取值範圍為[0, 61]6tm_wday一個星期中的第幾天，取值範圍為[0-6]，0表示星期一7tm_yday一年中的第幾天，取值範圍為[1, 366]8tm_isdst是否為夏令時，可取值為：0 , 1 或-1#

屬性值的取得方式有兩種：

• 可以把它當作一種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. 函數清單

#下標/索引	屬性名稱	描述
0	#tm_year	年份，如2017
#1	tm_mon	月份，取值範圍為[1, 12]
2	tm_mday	一個月中的第幾天，取值範圍為[1-31]
#3

##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)傳回n個小時後utc時間的struct_time物件（可以透過.屬性名稱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，但是字串格式不太適應中國國情。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：

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：

#方法/屬性	描述
#time.altzone	傳回與utc時間的時間差，以秒為單位（西區此值為正，東區值為負值）。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執行時間秒數（不包括sleep時間），值為小數；此方法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表示目前本地時間的字串。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()	傳回時間戳記（自1970-1-1 0:00 :00 至今所經歷的秒數）
time.localtime([secs])	返回以指定時間戳對應的本地時間的struct_time對象（可以透過下標，也可以透過.屬性名稱的方式來引用內部屬性）格式
time.localtime(time.time() + n*3600)	傳回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）

類別名稱	說明
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）可達到微秒
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抽象基底類別的類，表示與UTC的固定偏移量

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，各參數的取值範圍為：

##[1, 12]#day[1, 指定年份的月份中的天數]

參數名稱	取值範圍
year	[MINYEAR, MAXYEAR]
#month

類別方法與屬性

類別方法/屬性名稱描述#date.maxdate物件所能表示的最大日期：9999-12-31date.mindate物件所能表示的最小日誌：00001-01-01date.resoluationdate物件表示的日期的最小單位：天date.today()#傳回一個表示目前本機日期的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	年
d.month	月
d.day	日
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	时
t.minute	分
t.second	秒
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

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

如果一个参数超出了这些范围，会引起ValueError异常。

类方法和属性

类方法/属性名称	描述
datetime.today()	返回一个表示当前本期日期时间的datetime对象
datetime.now([tz])	返回指定时区日期时间的datetime对象，如果不指定tz参数则结果同上
datetime.utcnow()	返回当前utc日期时间的datetime对象
datetime.fromtimestamp(timestamp[, tz])	根据指定的时间戳创建一个datetime对象
datetime.utcfromtimestamp(timestamp)	根据指定的时间戳创建一个datetime对象
datetime.combine(date, time)	把指定的date和time对象整合成一个datetime对象
datetime.strptime(date_str, format)	将时间字符串转换为datetime对象

对象方法和属性

对象方法/属性名称	描述
dt.year, dt.month, dt.day	年、月、日
dt.hour, dt.minute, dt.second	时、分、秒
dt.microsecond, dt.tzinfo	微秒、时区信息
dt.date()	获取datetime对象对应的date对象
dt.time()	获取datetime对象对应的time对象， tzinfo 为None
dt.timetz()	获取datetime对象对应的time对象，tzinfo与datetime对象的tzinfo相同
dt.replace([year[, month[, day[, hour[, minute[, second[, microsecond[, tzinfo]]]]]]]])	生成并返回一个新的datetime对象，如果所有参数都没有指定，则返回一个与原datetime对象相同的对象
dt.timetuple()	返回datetime对象对应的tuple（不包括tzinfo）
dt.utctimetuple()	返回datetime对象对应的utc时间的tuple（不包括tzinfo）
dt.toordinal()	同date对象
dt.weekday()	同date对象
dt.isocalendar()	同date独享
dt.isoformat([sep])	返回一个‘%Y-%m-%d
dt.ctime()	等价于time模块的time.ctime(time.mktime(d.timetuple()))
dt.strftime(format)	返回指定格式的时间字符串

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

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

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：

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。

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