python日期和时间

前言

python中常用的处理时间的模块有两个：time 模块、datetime 模块，time模块是比较基础的一个模块，可满足对时间类型数据的基本处理；而 datetime模块可以看做是 对time模块的一个高级封装，功能更加强大，例如在时间的加减上（获取指定时间的前（后）一天的时间，获取指定时间的前（后）一小时的时间），使用datetime模块，实现起来更为方便~

time 模块

时间也是一个数据类型，这个类型中的数据一般可分为 3类 时间形式：时间戳（timestamp），结构化时间（struct_time），格式化的时间字符串（format string）~

时间戳（timestamp）

在计算机中，时间是用数字来表示的。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（浮点型），即 timestamp。
 
获取当前时间的时间戳：

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

结构化时间

结构化时间是一个 struct_time元组，其中有9个字段，具体说明如下：

获取当前时间的结构化时间：

>>> 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() 还可以接收一个时间戳参数，获取指定的时间：
>>> 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：由于是东8时区所以 tm_hour 是8，而不是0~

# time.gmtime() 与 time.localtime() 作用类似，区别在于 localtime() 返回的是当前时区的时间，gmtime()返回的是格林威治时间，即 UTC 时间~
>>> 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)

也可以手动创建结构化时间（9个参数依次传入，注意是以元组的方式传入），这种方式并不常用：

>>> 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)

格式化的时间字符串

格式化的时间字符串 就是使用字符串表示时间，例如：'2018-10-08 23:13:23'。

字符串时间的获取：

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

3种时间形式之间的转换关系

结构化时间和时间字符串之间的相互转换

结构化时间转为字符串时间

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

# strftime函数的第一个参数指定时间的格式，可以根据需求而定，例如仅获取时间年月日
>>> time.strftime('%Y%m%d', time.localtime())
'20181014'

时间的format格式如下：

    %a      本地(local)简化星期名称
    %A      本地完整星期名称
    %b      本地简化月份名称
    %B      本地完整月份名称
    %c      本地相应的日期和时间表示
    %d      一个月中的第几天(01-31)
    %H      一天中的第几个小时(24小时制，00-23)
    %l      一天中的第几个小时(12小时制，01-12)
    %j      一年中的第几天(01-366)
    %m      月份(01-12)
    %M      分钟数(00-59)
    %p      本地am或者pm的相应符
    %S      秒(01-61)
    %U      一年中的星期数(00-53,星期天是一个星期的开始,第一个星期天之前的所有天数都放在第０周)
    %w      一个星期中的第几天(0-6,0是星期天)
    %W      和%U基本相同，不同的是%W以星期一为一个星期的开始
    %x      本地相应日期
    %X      本地相应时间
    %y      去掉世纪的年份(00-99)
    %Y      完整的年份       
    %z      用+HHMM或者-HHMM表示距离格林威治的时区偏移(H代表十进制的小时数，M代表十进制的分钟数)
    %Z      时区的名字(如果不存在为空字符)
    %%      %号本身
            %p只有与%I配合使用才有效果
            当使用strptime()函数时，只有当在这年中的周数和天数被确定的时候%U和%W才会被计算

除了strftime函数，还有asctime函数可以将结构化时间转为时间字符串，只是这个函数最多仅接受一个参数，无法实现对字符串进行定制~

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

# 不传参的情况，默认传入的就是time.localtime()
>>> time.asctime()
'Sun Oct 14 09:19:09 2018'

# 定制结构化时间
>>> time.asctime(time.struct_time((2000,11,30,0,0,0,3,335,-1)))
'Thu Nov 30 00:00:00 2000'

字符串时间转为结构化时间

# 第一个参数为时间字符串，第二个参数指定之间格式
>>> 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)

# 第二个参数也可以不指定，只是这个时候字符串的格式必须是 '%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)

结构化时间和时间戳之间的相互转换

时间戳转为结构化时间
上面提到的time.localtime()，time.gmtime()其实就是将时间戳转为格式化时间

# time.localtime() 可以接受一个 int 类型 的参数，即表示时间戳
>>> 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)

# 不传入参数时，默认传入的就是当前时间戳，即time.time()
print(time.localtime())
print(time.localtime(time.time()))

输出结果：
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)

结构化时间转为时间戳

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

注：字符串时间 和 时间戳 之间，无法实现 直接转换

datetime 模块

datetime是python处理时间和日期的标准库，功能要比 time模块 强大，且使用起来更为方便~
 
datetime模块中定义的类

 
datetime模块中定义的常量

这里主要说明的是datetime模块中datetime类~

获取当前时间

使用datetime.datetime类获取当前时间

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

# 指定标准时区
>>> datetime.datetime.now(datetime.timezone.utc)
datetime.datetime(2018, 10, 14, 2, 30, 1, 831932, tzinfo=datetime.timezone.utc)

这里返回的时间类型就是 datetime.datetime。datetime.datetime类 里面封装的方法可实现 datetime.datetime类型的时间和 上述所说的3种时间类型 之间的相互转换~

获取指定时间

在实例化 datetime.datetime类 过程中，传递参数，来获取指定的时间。

# 其中 year，month，day为必须传递的参数
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)

参数说明如下：

datetime 和 3种时间类型 之间的相互转换

datetime 和结构化时间 之间的相互转换

# 从结构化时间到 datetime，即是在实例化datetime类时，指定各个参数；无法实现从 time.struct_time 到 datetime的直接转换~
>>> datetime.datetime(year=2018, month=10, day=14, hour=10, minute=49, second=50)
datetime.datetime(2018, 10, 14, 10, 49, 50)

# 从datetime到结构化时间
>>> 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 和时间戳 之间的相互转换

# 从时间戳到 datetime
>>> datetime.datetime.fromtimestamp(10)           # 当前时区
datetime.datetime(1970, 1, 1, 8, 0, 10)
>>> datetime.datetime.utcfromtimestamp(10)     # 标准时区
datetime.datetime(1970, 1, 1, 0, 0, 10)

# 根据当前时间戳获取 datetime
>>> datetime.datetime.fromtimestamp(time.time())
datetime.datetime(2018, 10, 14, 10, 56, 46, 302245)

# 从datetime 到时间戳
>>> datetime.datetime.timestamp(datetime.datetime.now())
1539486116.698343
>>> datetime.datetime.timestamp(datetime.datetime.now(datetime.timezone.utc))
1539486173.079687

datetime 和时间字符串 之间的相互转换

datetime 和时间字符串之间的转换 与 time.strftime、time.strptime类似~

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

# 从 时间字符串 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 的加减（dtetime.timedalta）

timedelta 类用于表示两个时间之间的差值，可以直接对datetime.datetime对象进行加减操作~，若使用time模块，需要先将 字符串时间 或者 结构化时间（struct_time）转换为时间戳个格式，然后对该时间戳加上或者减去 n 秒，最后再将时间戳格式转换回 字符串时间 或者 结构化时间，这样非常的麻烦。利用 datetime 模块提供的 timedelta 类 可以直接对 datetime.date，datetime.time，datetime.datetime对象进行 以 天，秒、微秒、毫秒、分钟、小时、周 为单位的加减运算~

如下是timedelta类的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天后的时间
>>> dt + datetime.timedelta(2)
datetime.datetime(2018, 10, 16, 11, 49, 0, 699630)

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

# 1小时之后
>>> dt + datetime.timedelta(hours=1)
datetime.datetime(2018, 10, 14, 12, 49, 0, 699630)

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

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

# 一个半小时之后
>>> dt + datetime.timedelta(hours=1, minutes=30)
datetime.datetime(2018, 10, 14, 13, 19, 0, 699630)

datetime.time和datetime.date

datetime模块中除了datetime类，还有date，time。date和time类并不常用~

date

date 的 init 方法，其中year，month，day都是必须参数：

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

获取 date 对象：

>>> 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

# 时间戳转为date
>>> datetime.date.fromtimestamp(time.time())
datetime.date(2018, 10, 14)

# date转为结构化时间
>>> 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 为必须参数：

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

参数说明：
hour # 小时，取值范围：[0, 23]
minute # 分钟，取值范围：[0, 59]
second # 秒，取值范围：[0, 59]
microsecond # 微秒，取值范围：[0, 1000000]
tzinfo # tzinfo的子类对象，如timezone类的实例

获取 time 对象：

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

简单示例：

>>> 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

# 按照指定的格式转为字符串
>>> dt.strftime('%H%M%S')
'230216'

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