python日期和時間

前言

python中經常使用的處理時間的模塊有兩個：time 模塊、datetime 模塊，time模塊是比較基礎的一個模塊，可知足對時間類型數據的基本處理；而 datetime模塊能夠看作是 對time模塊的一個高級封裝，功能更增強大，例如在時間的加減上（獲取指定時間的前（後）一天的時間，獲取指定時間的前（後）一小時的時間），使用datetime模塊，實現起來更爲方便~

time 模塊

時間也是一個數據類型，這個類型中的數據通常可分爲 3類 時間形式：時間戳（timestamp），結構化時間（struct_time），格式化的時間字符串（format string）~

時間戳（timestamp）

在計算機中，時間是用數字來表示的。1970年1月1日 00:00:00 UTC+00:00時區的時刻稱爲 epoch time，記爲0（1970年之前的時間timestamp爲負數），當前時間就是相對於epoch time的秒數（浮點型），即 timestamp。
 
獲取當前時間的時間戳：

>>> import time
>>> time.time()
1539009280.9001613        # float 類型

結構化時間

結構化時間是一個 struct_time元組，其中有9個字段，具體說明以下：

字段	說明
tm_year	年，例如：2018
tm_mon	月，取值：1-12
tm_mday	日，取值：1-31
tm_hour	小時，取值：0-23
tm_min	分鐘，取值：0-59
tm_sec	秒，取值：0-60
tm_wday	星期幾，取值：0到6 (0是週一)
tm_yday	一年中的第幾天，取值：1 到 366
tm_isdst	標誌位，決定是否爲夏令時，取值：-1, 0, 1

獲取當前時間的結構化時間：

>>> time.localtime()
time.struct_time(tm_year=2018, tm_mon=10, tm_mday=8, tm_hour=22, tm_min=59, tm_sec=12, tm_wday=0, tm_yday=281, tm_isdst=0)

# time.localtime() 還能夠接收一個時間戳參數，獲取指定的時間：
>>> time.localtime(10)
time.struct_time(tm_year=1970, tm_mon=1, tm_mday=1, tm_hour=8, tm_min=0, tm_sec=10, tm_wday=3, tm_yday=1, tm_isdst=0)

# Tip：因爲是東8時區因此 tm_hour 是8，而不是0~

# time.gmtime() 與 time.localtime() 做用相似，區別在於 localtime() 返回的是當前時區的時間，gmtime()返回的是格林威治時間，即 UTC 時間~
>>> time.gmtime()
time.struct_time(tm_year=2018, tm_mon=10, tm_mday=8, tm_hour=15, tm_min=5, tm_sec=25, tm_wday=0, tm_yday=281, tm_isdst=0)
>>> time.gmtime(10)
time.struct_time(tm_year=1970, tm_mon=1, tm_mday=1, tm_hour=0, tm_min=0, tm_sec=10, tm_wday=3, tm_yday=1, tm_isdst=0)

也能夠手動建立結構化時間（9個參數依次傳入，注意是以元組的方式傳入），這種方式並不經常使用：

>>> time.struct_time((2018,10,8,23,0,9,3,335,-1))
time.struct_time(tm_year=2018, tm_mon=10, tm_mday=8, tm_hour=23, tm_min=0, tm_sec=9, tm_wday=3, tm_yday=335, tm_isdst=-1)

格式化的時間字符串

格式化的時間字符串 就是使用字符串表示時間，例如：'2018-10-08 23:13:23'。

字符串時間的獲取：

>>> time.ctime()
'Sun Oct 14 08:32:04 2018'
>>> time.asctime()
'Sun Oct 14 08:32:10 2018'

3種時間形式之間的轉換關係

結構化時間和時間字符串之間的相互轉換

結構化時間轉爲字符串時間

>>> time.strftime('%Y-%m-%d %H:%M:%S', time.localtime())
'2018-10-14 08:42:58'

# strftime函數的第一個參數指定時間的格式，能夠根據需求而定，例如僅獲取時間年月日
>>> time.strftime('%Y%m%d', time.localtime())
'20181014'

時間的format格式以下：

%a      本地(local)簡化星期名稱
    %A      本地完整星期名稱
    %b      本地簡化月份名稱
    %B      本地完整月份名稱
    %c      本地相應的日期和時間表示
    %d      一個月中的第幾天(01-31)
    %H      一天中的第幾個小時(24小時制，00-23)
    %l      一天中的第幾個小時(12小時制，01-12)
    %j      一年中的第幾天(01-366)
    %m      月份(01-12)
    %M      分鐘數(00-59)
    %p      本地am或者pm的相應符
    %S      秒(01-61)
    %U      一年中的星期數(00-53,星期天是一個星期的開始,第一個星期天以前的全部天數都放在第０周)
    %w      一個星期中的第幾天(0-6,0是星期天)
    %W      和%U基本相同，不一樣的是%W以星期一爲一個星期的開始
    %x      本地相應日期
    %X      本地相應時間
    %y      去掉世紀的年份(00-99)
    %Y      完整的年份       
    %z      用+HHMM或者-HHMM表示距離格林威治的時區偏移(H表明十進制的小時數，M表明十進制的分鐘數)
    %Z      時區的名字(若是不存在爲空字符)
    %%      %號自己
            %p只有與%I配合使用纔有效果
            當使用strptime()函數時，只有當在這年中的週數和天數被肯定的時候%U和%W纔會被計算

除了strftime函數，還有asctime函數能夠將結構化時間轉爲時間字符串，只是這個函數最多僅接受一個參數，沒法實現對字符串進行定製~

>>> time.asctime(time.localtime())
'Sun Oct 14 09:16:57 2018'

# 不傳參的狀況，默認傳入的就是time.localtime()
>>> time.asctime()
'Sun Oct 14 09:19:09 2018'

# 定製結構化時間
>>> time.asctime(time.struct_time((2000,11,30,0,0,0,3,335,-1)))
'Thu Nov 30 00:00:00 2000'

字符串時間轉爲結構化時間

# 第一個參數爲時間字符串，第二個參數指定之間格式
>>> time.strptime('2018-10-14 08:42:58', '%Y-%m-%d %H:%M:%S')
time.struct_time(tm_year=2018, tm_mon=10, tm_mday=14, tm_hour=8, tm_min=42, tm_sec=58, tm_wday=6, tm_yday=287, tm_isdst=-1)

>>> time.strptime('2018-10-14', '%Y-%m-%d')
time.struct_time(tm_year=2018, tm_mon=10, tm_mday=14, tm_hour=0, tm_min=0, tm_sec=0, tm_wday=6, tm_yday=287, tm_isdst=-1)

# 第二個參數也能夠不指定，只是這個時候字符串的格式必須是 '%a %b %d %H:%M:%S %Y'
>>> time.strptime('Sun Oct 14 09:03:46 2018')
time.struct_time(tm_year=2018, tm_mon=10, tm_mday=14, tm_hour=9, tm_min=3, tm_sec=46, tm_wday=6, tm_yday=287, tm_isdst=-1)

>>> time.strptime('Sun Oct 14 09:03:46 2018', '%a %b %d %H:%M:%S %Y')
time.struct_time(tm_year=2018, tm_mon=10, tm_mday=14, tm_hour=9, tm_min=3, tm_sec=46, tm_wday=6, tm_yday=287, tm_isdst=-1)

結構化時間和時間戳之間的相互轉換

時間戳轉爲結構化時間
上面提到的time.localtime()，time.gmtime()其實就是將時間戳轉爲格式化時間

# time.localtime() 能夠接受一個 int 類型 的參數，即表示時間戳
>>> time.localtime(10)
time.struct_time(tm_year=1970, tm_mon=1, tm_mday=1, tm_hour=8, tm_min=0, tm_sec=10, tm_wday=3, tm_yday=1, tm_isdst=0)

# 不傳入參數時，默認傳入的就是當前時間戳，即time.time()
print(time.localtime())
print(time.localtime(time.time()))

輸出結果：
time.struct_time(tm_year=2018, tm_mon=10, tm_mday=14, tm_hour=9, tm_min=34, tm_sec=13, tm_wday=6, tm_yday=287, tm_isdst=0)
time.struct_time(tm_year=2018, tm_mon=10, tm_mday=14, tm_hour=9, tm_min=34, tm_sec=13, tm_wday=6, tm_yday=287, tm_isdst=0)

結構化時間轉爲時間戳

>>> >>> time.mktime(time.localtime())
1539481022.0

注：字符串時間 和 時間戳 之間，沒法實現 直接轉換

datetime 模塊

datetime是python處理時間和日期的標準庫，功能要比 time模塊 強大，且使用起來更爲方便~
 
datetime模塊中定義的類

類	說明
datetime.date	表示日期，經常使用的屬性有：year, month和day
datetime.time	表示時間，經常使用屬性有：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，分辨率（最小單位）可達到微秒
datetime.tzinfo	時區相關信息對象的抽象基類。它們由datetime和time類使用，以提供自定義時間的而調整。
datetime.timezone	Python 3.2中新增的功能，實現tzinfo抽象基類的類，表示與UTC的固定偏移量

 
datetime模塊中定義的常量

常量名稱	說明
datetime.MINYEAR	datetime.date或datetime.datetime對象所容許的年份的最小值，值爲1
datetime.MAXYEAR	datetime.date或datetime.datetime對象所容許的年份的最大值，只爲9999

這裏主要說明的是datetime模塊中datetime類~

獲取當前時間

使用datetime.datetime類獲取當前時間

>>> import datetime
>>> datetime.datetime.now()
datetime.datetime(2018, 10, 14, 10, 29, 55, 175498)

# 指定標準時區
>>> datetime.datetime.now(datetime.timezone.utc)
datetime.datetime(2018, 10, 14, 2, 30, 1, 831932, tzinfo=datetime.timezone.utc)

這裏返回的時間類型就是 datetime.datetime。datetime.datetime類 裏面封裝的方法可實現 datetime.datetime類型的時間和 上述所說的3種時間類型 之間的相互轉換~

獲取指定時間

在實例化 datetime.datetime類 過程當中，傳遞參數，來獲取指定的時間。

# 其中 year，month，day爲必須傳遞的參數
class datetime.datetime(year, month, day, hour=0, minute=0, second=0, microsecond=0, tzinfo=None)

# 示例
>>> datetime.datetime(year=2018, month=10, day=14)
datetime.datetime(2018, 10, 14, 0, 0)

參數說明以下：

參數	取值範圍
year	[MINYEAR, MAXYEAR]
month	[1, 12]
day	[1, 指定年份的月份中的天數]
hour	[0, 23]
minute	[0, 59]
second	[0, 59]
microsecond	微妙，[0, 1000000]
tzinfo	時區，tzinfo的子類對象

datetime 和 3種時間類型 之間的相互轉換

datetime 和結構化時間 之間的相互轉換

# 從結構化時間到 datetime，便是在實例化datetime類時，指定各個參數；沒法實現從 time.struct_time 到 datetime的直接轉換~
>>> datetime.datetime(year=2018, month=10, day=14, hour=10, minute=49, second=50)
datetime.datetime(2018, 10, 14, 10, 49, 50)

# 從datetime到結構化時間
>>> datetime.datetime.now().timetuple()
time.struct_time(tm_year=2018, tm_mon=10, tm_mday=14, tm_hour=10, tm_min=52, tm_sec=23, tm_wday=6, tm_yday=287, tm_isdst=-1)

datetime 和時間戳 之間的相互轉換

# 從時間戳到 datetime
>>> datetime.datetime.fromtimestamp(10)           # 當前時區
datetime.datetime(1970, 1, 1, 8, 0, 10)
>>> datetime.datetime.utcfromtimestamp(10)     # 標準時區
datetime.datetime(1970, 1, 1, 0, 0, 10)

# 根據當前時間戳獲取 datetime
>>> datetime.datetime.fromtimestamp(time.time())
datetime.datetime(2018, 10, 14, 10, 56, 46, 302245)

# 從datetime 到時間戳
>>> datetime.datetime.timestamp(datetime.datetime.now())
1539486116.698343
>>> datetime.datetime.timestamp(datetime.datetime.now(datetime.timezone.utc))
1539486173.079687

datetime 和時間字符串 之間的相互轉換

datetime 和時間字符串之間的轉換 與 time.strftime、time.strptime相似~

# 從 datetime 到 時間字符串
>>> dt = datetime.datetime.now()
>>> dt.strftime('%Y-%m-%d %H:%M:%S')
'2018-10-14 11:32:49'

# 從 時間字符串 到datetime
>>> datetime.datetime.strptime('2018-10-14 11:32:49', '%Y-%m-%d %H:%M:%S')
datetime.datetime(2018, 10, 14, 11, 32, 49)

datetime 的加減（dtetime.timedalta）

timedelta 類用於表示兩個時間之間的差值，能夠直接對datetime.datetime對象進行加減操做~，若使用time模塊，須要先將 字符串時間 或者 結構化時間（struct_time）轉換爲時間戳個格式，而後對該時間戳加上或者減去 n 秒，最後再將時間戳格式轉換回 字符串時間 或者 結構化時間，這樣很是的麻煩。利用 datetime 模塊提供的 timedelta 類 能夠直接對 datetime.date，datetime.time，datetime.datetime對象進行 以 天，秒、微秒、毫秒、分鐘、小時、周 爲單位的加減運算~

以下是timedelta類的inti方法：

def __init__(self, days: float = ..., seconds: float = ..., microseconds: float = ...,
                         milliseconds: float = ..., minutes: float = ..., hours: float = ...,
                         weeks: float = ...) -> None: ...

示例：

>>> dt = datetime.datetime.now()

# 2天后的時間
>>> dt + datetime.timedelta(2)
datetime.datetime(2018, 10, 16, 11, 49, 0, 699630)

# 2天前的時間
>>> dt + datetime.timedelta(-2)
datetime.datetime(2018, 10, 12, 11, 49, 0, 699630)

# 1小時以後
>>> dt + datetime.timedelta(hours=1)
datetime.datetime(2018, 10, 14, 12, 49, 0, 699630)

# 一小時前
>>> dt + datetime.timedelta(hours=-1)
datetime.datetime(2018, 10, 14, 10, 49, 0, 699630)

# 一天一小時以後
>>> dt + datetime.timedelta(days=1, hours=1)
datetime.datetime(2018, 10, 15, 12, 49, 0, 699630)

# 一個半小時以後
>>> dt + datetime.timedelta(hours=1, minutes=30)
datetime.datetime(2018, 10, 14, 13, 19, 0, 699630)

datetime.time和datetime.date

datetime模塊中除了datetime類，還有date，time。date和time類並不經常使用~

date

date 的 init 方法，其中year，month，day都是必須參數：

def __init__(self, year: int, month: int, day: int) -> None: ...

獲取 date 對象：

>>> datetime.date(year=2018, month=10, day=14)
datetime.date(2018, 10, 14)

使用示例：

>>> today = datetime.date.today()
>>> today
datetime.date(2018, 10, 14)
>>> today.year
2018
>>> today.month
10
>>> today.day
14

# 時間戳轉爲date
>>> datetime.date.fromtimestamp(time.time())
datetime.date(2018, 10, 14)

# date轉爲結構化時間
>>> today.timetuple()
time.struct_time(tm_year=2018, tm_mon=10, tm_mday=14, tm_hour=0, tm_min=0, tm_sec=0, tm_wday=6, tm_yday=287, tm_isdst=-1)

time

time 的 init 方法，其中 hour 爲必須參數：

def __init__(self, hour: int = ..., minute: int = ..., second: int = ..., microsecond: int = ...,
                 tzinfo: Optional[tzinfo] = ...) -> None: ...

參數說明：
hour # 小時，取值範圍：[0, 23]
minute # 分鐘，取值範圍：[0, 59]
second # 秒，取值範圍：[0, 59]
microsecond # 微秒，取值範圍：[0, 1000000]
tzinfo # tzinfo的子類對象，如timezone類的實例

獲取 time 對象：

>>> datetime.time(hour=23, minute=2, second=16)
datetime.time(23, 2, 16)

簡單示例：

>>> dt = datetime.time(hour=23, minute=2, second=16)
>>> dt
datetime.time(23, 2, 16)
>>> dt.hour
23
>>> dt.minute
2
>>> dt.second
16
>>> dt.microsecond
0
>>> dt.tzinfo

# 按照指定的格式轉爲字符串
>>> dt.strftime('%H%M%S')
'230216'

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