Python时间处理之datetime类

datetime类是Python处理日期和时间的标准库。datetime是date与time的结合体,包括date与time的所有信息。

它的构造函数如下:

datetime.datetime(year, month, day[, hour[, minute[, second[, microsecond[, tzinfo]]]]])
import time
from datetime import datetime, timedelta, timezone

1 datetime类定义的类属性与方法

1.1 datetime.min、datetime.max

datetime所能表示的最小值与最大值。

print('datetime.max:' + str(datetime.max))  
#datetime.max: 9999-12-31 23:59:59.999999
print('datetime.min:' + str(datetime.min))  
#datetime.min: 0001-01-01 00:00:00

1.2 datetime.resolution

datetime最小单位。

print('datetime.resolution:' + str(datetime.resolution)) 
#datetime.resolution: 0:00:00.000001

1.3 datetime.today()

返回一个表示当前本地时间的datetime对象。

print('today():' + str(datetime.today())) 
#today(): 2017-07-16 18:00:05.346294

1.4 datetime.now([tz])

返回一个表示当前本地时间的datetime对象,如果提供了参数tz,则获取tz参数所指时区的本地时间。

print('now():' + str(datetime.now())) 
#now(): 2017-07-16 18:00:05.346293

1.5 datetime.utcnow()

返回一个当前utc时间(世界标准时间)的datetime对象。(utc时间与北京时区相差8小时)

print('utcnow():' + str(datetime.utcnow())) 
#utcnow(): 2017-07-16 10:00:05.346293

1.6 datetime.fromtimestamp(timestamp[,tz])

根据时间戮,创建一个datetime对象,参数tz指定时区信息。

print('fromtimestamp(tmstmp):' + str(datetime.fromtimestamp(time.time())))
#fromtimestamp(tmstmp): 2017-07-16 18:00:05.346294

1.7 datetime.utcfromtimestamp(timestamp)

根据时间戮,创建一个datetime对象。

print('utcfromtimestamp(tmstmp):'  + str(datetime.utcfromtimestamp(time.time())))
#utcfromtimestamp(tmstmp):2017-07-16 10:00:05.346294

1.8 datetime.combine(date, time)

根据date和time,创建一个datetime对象。

d = date(2017,6,12)
t = time(18,04,25)
print('datetime.combine(date,time):' + str(datetime.combine(d,t)))
#datetime.combine(date,time): 2017-06-12 18:04:25

1.9 datetime.strptime(date_string, format)

将格式字符串转换为datetime对象。

print(datetime.strptime("2017-07-16 18:06:19", "%Y-%m-%d %H:%M:%S"))
#2017-07-16 18:06:19

2 datetime类提供的实例方法与属性

dt = datetime.strptime("2017-07-16 19:14:36", "%Y-%m-%d %H:%M:%S")
print(dt.year)                  # 2017
print(dt.month)                 # 7
print(dt.day)                   # 16
print(dt.hour)                  # 19
print(dt.minute)                # 14
print(dt.second)                # 36
print(dt.microsecond)           # 0
print(dt.tzinfo)                # None
print(dt.date())                # 2017-07-16
print(dt.time())                # 19:14:36
print(dt.replace(year=2018))    # 2018-07-16 19:14:36
print(dt.weekday())             # 6
print(dt.isocalendar())         # (2017, 28, 7)

print(dt.timetuple())
#返回日期对应的time.struct_time对象(类似于time模块的time.localtime())
#time.struct_time(tm_year=2017, tm_mon=7, tm_mday=16, tm_hour=19, tm_min=14, tm_sec=36, tm_wday=6, tm_yday=197, tm_isdst=-1)

print(dt.utctimetuple())
#返回UTC日期对应的time.struct_time对象
#time.struct_time(tm_year=2017, tm_mon=7, tm_mday=16, tm_hour=19, tm_min=14, tm_sec=36, tm_wday=6, tm_yday=197, tm_isdst=0)

print(dt.toordinal()) 
#736526,返回日期对应的Gregorian Calendar日期

3 格式字符串datetime.strftime(format)

变量 说明
%a 星期的简写。如星期三为Web
%A 星期的全写。如星期三为Wednesday
%b 月份的简写。如4月份为Apr
%B 月份的全写。如4月份为April
%c 日期时间的字符串表示。(如:04/07/10 10:43:39)
%d 日在这个月中的天数(是这个月的第几天)
%f 微秒(范围[0,999999])
%H 小时(24小时制,[0,23])
%I 小时(12小时制,[0,11])
%j 日在年中的天数 [001,366](是当年的第几天)
%m 月份([01,12])
%M 分钟([00,59])
%p AM或者PM
%S 秒(范围为[00,61])
%U 周在当年的周数当年的第几周,星期天作为周的第一天
%w 今天在这周的天数,范围为[0,6],6表示星期天
%W 周在当年的周数(是当年的第几周),星期一作为周的第一天
%x 日期字符串(如:04/07/10)
%X 时间字符串(如:10:43:39)
%y 2个数字表示的年份
%Y 4个数字表示的年份
%z 与utc时间的间隔(如果是本地时间,返回空字符串)
%Z 时区名称(如果是本地时间,返回空字符串)
%% %% => %
dt = datetime.now()
print('(%Y-%m-%d %H:%M:%S %f):'+ str(dt.strftime('%Y-%m-%d %H:%M:%S %f')))
#(%Y-%m-%d %H:%M:%S %f): 2017-07-16 20:32:19 033740

print('(%Y-%m-%d %H:%M:%S %p):'+str(dt.strftime('%y-%m-%d %I:%M:%S %p')))
#(%Y-%m-%d %H:%M:%S %p): 17-07-16 08:32:19 PM

print('%%a: %s' % dt.strftime('%a'))
#%a: Sun 

print('%%A: %s' % dt.strftime('%A'))
#%A: Sunday

print('%%b: %s' % dt.strftime('%b'))
#%b: Jul

print('%%B: %s' % dt.strftime('%B'))
#%B: July

print('日期时间%%c: %s' % dt.strftime('%c'))
#日期时间%c: Sun Jul 16 20:32:19 2017

print('日期%%x:%s' % dt.strftime('%x'))
#日期%x:07/16/17

print('时间%%X:%s' % dt.strftime('%X'))
#时间%X:20:32:19

print('今天是这周的第%s天' % dt.strftime('%w'))
#今天是这周的第0天

print('今天是今年的第%s天' % dt.strftime('%j'))
#今天是今年的第197天

print('今周是今年的第%s周' % dt.strftime('%U'))
#今周是今年的第29周

4 日期和时间的常用操作

4.1 获取当前、指定日期和时间

now = datetime.now()           # 获取当前datetime
print(now)
#2017-07-19 00:19:26.661741
print(type(now))
#<class 'datetime.datetime'>

datetime.now()返回当前日期和时间,其类型是datetime。

要指定某个日期和时间,我们直接用参数构造一个datetime:

dt = datetime(2017,7,19,8,30) # 用指定日期时间创建datetime
print(dt)
#2017-07-19 08:30:00

4.2 datetime和timestamp互相转换

在计算机中,时间实际上是用数字表示的。我们把1970年1月1日 00:00:00 UTC+00:00时区的时刻称为epoch time,记为0(1970年以前的时间timestamp为负数),当前时间就是相对于epoch time的秒数,称为timestamp。

可认为:timestamp = 0 = 1970-1-1 00:00:00 UTC+0:00。对应的北京时间是:timestamp = 0 = 1970-1-1 08:00:00 UTC+8:00。

可见timestamp的值与时区毫无关系,因为timestamp一旦确定,其UTC时间就确定了,转换到任意时区的时间也是完全确定的,这就是为什么计算机存储的当前时间是以timestamp表示的,因为全球各地的计算机在任意时刻的timestamp都是完全相同的。

把一个datetime类型转换为timestamp只需要简单调用timestamp()方法:

dt = datetime(2017,7,19,8,30)   # 用指定日期时间创建datetime
dt.timestamp()                  # 把datetime转换为timestamp
#1500424200.0

将1500424200.0秒转换为年份,得到47.57813926940639年,对应的就是1970+47=2017年。

要把timestamp转换为datetime,使用datetime提供的fromtimestamp()方法:

t = 1500424200.0
print(datetime.fromtimestamp(t))
#2017-07-19 08:30:00

timestamp是一个浮点数,它没有时区的概念,而datetime是有时区的。上述转换是在timestamp和本地时间做转换。本地时间是指当前操作系统设定的时区。

例如北京时区是东8区,则本地时间:2017-07-19 08:30:00,实际上就是UTC+8:00时区的时间:2017-07-19 08:30:00 UTC+8:00。而此刻的格林威治标准时间与北京时间差了8小时,也就是UTC+0:00时区的时间应该是:2017-07-19 00:30:00 UTC+0:00。

timestamp也可以直接被转换到UTC标准时区的时间:

t = 1500424200.0
print(datetime.fromtimestamp(t))      # 本地时间
#2017-07-19 08:30:00
print(datetime.utcfromtimestamp(t))   # UTC时间
#2017-07-19 00:30:00

注意:某些编程语言(如Java和JavaScript)的timestamp使用整数表示毫秒数,这种情况下只需要把timestamp除以1000就得到Python的浮点表示方法。


4.3 str和datetime互相转换

很多时候,用户输入的日期和时间是字符串,要处理日期和时间,首先必须把str转换为datetime。转换方法是通过datetime.strptime()实现,需要一个日期和时间的格式化字符串:

str2day = datetime.strptime('2017-7-19 12:20:30', '%Y-%m-%d %H:%M:%S')
print(str2day)
#2017-07-19 12:20:30

转换后的datetime是没有时区信息的,只是根据给定的字符串,进行转换而已。

如果已经有了datetime对象,要把它格式化为字符串显示给用户,就需要转换为str,转换方法是通过strftime()实现的,同样需要一个日期和时间的格式化字符串:

now = datetime.now()
print(now.strftime('%a, %b %d %H:%M'))
#Wed, Jul 19 00:49

4.4 datetime加减

对日期和时间进行加减实际上就是把datetime往后或往前计算,得到新的datetime。加减可以直接用+和-运算符,不过需要导入timedelta这个类:

now = datetime.now()
#now
datetime.datetime(2017, 7, 19, 0, 53, 2, 335063)
now + timedelta(hours=10)
#datetime.datetime(2017, 7, 19, 5, 53, 2, 335063)
now - timedelta(days=2)
#datetime.datetime(2017, 7, 17, 0, 53, 2, 335063)
now + timedelta(days=3, hours=10)
#datetime.datetime(2017, 7, 22, 10, 53, 2, 335063)

可见,使用timedelta你可以很容易地算出前几天和后几天的时刻。


4.5 本地时间转换为UTC时间

本地时间是指系统设定时区的时间,例如北京时间是UTC+8:00时区的时间,而UTC时间指UTC+0:00时区的时间。

一个datetime类型有一个时区属性tzinfo,但是默认为None,所以无法区分这个datetime到底是哪个时区,除非强行给datetime设置一个时区:

tz_utc_8 = timezone(timedelta(hours=8))  # 创建时区UTC+8:00
now = datetime.now()
now
#datetime.datetime(2017, 7, 19, 1, 17, 59, 785108)
dt = now.replace(tzinfo=tz_utc_8)        # 强制设置为UTC+8:00
dt
#datetime.datetime(2017, 7, 19, 1, 17, 59, 785108, tzinfo=datetime.timezone(datetime.timedelta(0, 28800)))

如果系统时区恰好是UTC+8:00,那么上述代码就是正确的,否则,不能强制设置为UTC+8:00时区。


4.6 时区转换

先通过utcnow()拿到当前的UTC时间,再转换为任意时区的时间:

  1. 拿到UTC时间,并强制设置时区为UTC+0:00:
utc_dt = datetime.utcnow().replace(tzinfo=timezone.utc)
print(utc_dt)
#2017-07-18 17:21:31.636243+00:00
  1. astimezone()将转换时区为北京时间:
bj_dt = utc_dt.astimezone(timezone(timedelta(hours=8)))
print(bj_dt)
#2017-07-19 01:21:31.636243+08:00
  1. astimezone()将转换时区为东京时间:
tokyo_dt = utc_dt.astimezone(timezone(timedelta(hours=9)))
print(tokyo_dt)
#2017-07-19 02:21:31.636243+09:00
  1. astimezone()将bj_dt转换时区为东京时间:
tokyo_dt2 = bj_dt.astimezone(timezone(timedelta(hours=9)))
print(tokyo_dt2)
#2017-07-19 02:21:31.636243+09:00

时区转换的关键在于,拿到一个datetime时,要获知其正确的时区,然后强制设置时区,作为基准时间。利用带时区的datetime,通过astimezone()方法,可以转换到任意时区。

注意:不是必须从UTC+0:00时区转换到其他时区,任何带时区的datetime都可以正确转换,例如上述bj_dt到tokyo_dt的转换。


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