Python日期和时间

乌玛纳克,格陵兰岛

datetime是Python处理日期和时间的标准库。

获取当前日期和时间

我们先看如何获取当前日期和时间:

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>>> from datetime import datetime
>>> now = datetime.now() # 获取当前datetime
>>> print(now)
2015-05-18 16:28:07.198690
>>> print(type(now))
<class 'datetime.datetime'>

注意到datetime是模块,datetime模块还包含一个datetime类,通过from datetime import datetime导入的才是datetime这个类。

如果仅导入import datetime,则必须引用全名datetime.datetime

datetime.now()返回当前日期和时间,其类型是datetime

获取指定日期和时间

要指定某个日期和时间,我们直接用参数构造一个datetime

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>>> from datetime import datetime
>>> dt = datetime(2015, 4, 19, 12, 20) # 用指定日期时间创建datetime
>>> print(dt)
2015-04-19 12:20:00

datetime转换为timestamp

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。

你可以认为:

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timestamp = 0 = 1970-1-1 00:00:00 UTC+0:00

对应的北京时间是:

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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(假定时间已校准)。

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

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>>> from datetime import datetime
>>> dt = datetime(2015, 4, 19, 12, 20) # 用指定日期时间创建datetime
>>> dt.timestamp() # 把datetime转换为timestamp
1429417200.0

注意Python的timestamp是一个浮点数。如果有小数位,小数位表示毫秒数。

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。

timestamp转换为datetime

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

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>>> from datetime import datetime
>>> t = 1429417200.0
>>> print(datetime.fromtimestamp(t))
2015-04-19 12:20:00

注意到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:

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2015-04-19 12:20:00

实际上就是UTC+8:00时区的时间:

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2015-04-19 12:20:00 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:

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2015-04-19 04:20:00 UTC+0:00

timestamp也可以直接被转换到UTC标准时区的时间:

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>>> from datetime import datetime
>>> t = 1429417200.0
>>> print(datetime.fromtimestamp(t)) # 本地时间
2015-04-19 12:20:00
>>> print(datetime.utcfromtimestamp(t)) # UTC时间
2015-04-19 04:20:00

str转换为datetime

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:

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>>> from datetime import datetime
>>> cday = datetime.strptime('2015-6-1 18:19:59', '%Y-%m-%d %H:%M:%S')
>>> print(cday)
2015-06-01 18:19:59

字符串'%Y-%m-%d %H:%M:%S'规定了日期和时间部分的格式。详细的说明请参考Python文档

注意转换后的datetime是没有时区信息的。

datetime转换为str

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:

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>>> from datetime import datetime
>>> now = datetime.now()
>>> print(now.strftime('%a, %b %d %H:%M'))
Mon, May 05 16:28

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+-运算符,不过需要导入timedelta这个类:

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>>> from datetime import datetime, timedelta
>>> now = datetime.now()
>>> now
datetime.datetime(2015, 5, 18, 16, 57, 3, 540997)
>>> now + timedelta(hours=10)
datetime.datetime(2015, 5, 19, 2, 57, 3, 540997)
>>> now - timedelta(days=1)
datetime.datetime(2015, 5, 17, 16, 57, 3, 540997)
>>> now + timedelta(days=2, hours=12)
datetime.datetime(2015, 5, 21, 4, 57, 3, 540997)

可见,使用timedelta你可以很容易地算出前几天和后几天的时刻。

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:

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>>> from datetime import datetime, timedelta, timezone
>>> tz_utc_8 = timezone(timedelta(hours=8)) # 创建时区UTC+8:00
>>> now = datetime.now()
>>> now
datetime.datetime(2015, 5, 18, 17, 2, 10, 871012)
>>> dt = now.replace(tzinfo=tz_utc_8) # 强制设置为UTC+8:00
>>> dt
datetime.datetime(2015, 5, 18, 17, 2, 10, 871012, 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。

时区转换

我们可以先通过utcnow()拿到当前的UTC时间,再转换为任意时区的时间:

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# 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)
2015-05-18 09:05:12.377316+00:00
# astimezone()将转换时区为北京时间:
>>> bj_dt = utc_dt.astimezone(timezone(timedelta(hours=8)))
>>> print(bj_dt)
2015-05-18 17:05:12.377316+08:00
# astimezone()将转换时区为东京时间:
>>> tokyo_dt = utc_dt.astimezone(timezone(timedelta(hours=9)))
>>> print(tokyo_dt)
2015-05-18 18:05:12.377316+09:00
# 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)
2015-05-18 18:05:12.377316+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: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_dttokyo_dt的转换。

小结

datetime表示的时间需要时区信息才能确定一个特定的时间,否则只能视为本地时间。

如果要存储datetime,最佳方法是将其转换为timestamp再存储,因为timestamp的值与时区完全无关。

后续

python中时间日期格式化符号:

  • %y 两位数的年份表示(00-99)
  • %Y 四位数的年份表示(000-9999)
  • %m 月份(01-12)
  • %d 月内中的一天(0-31)
  • %H 24小时制小时数(0-23)
  • %I 12小时制小时数(01-12)
  • %M 分钟数(00=59)
  • %S 秒(00-59)
  • %a 本地简化星期名称
  • %A 本地完整星期名称
  • %b 本地简化的月份名称
  • %B 本地完整的月份名称
  • %c 本地相应的日期表示和时间表示
  • %j 年内的一天(001-366)
  • %p 本地A.M.或P.M.的等价符
  • %U 一年中的星期数(00-53)星期天为星期的开始
  • %w 星期(0-6),星期天为星期的开始
  • %W 一年中的星期数(00-53)星期一为星期的开始
  • %x 本地相应的日期表示
  • %X 本地相应的时间表示
  • %Z 当前时区的名称
  • %% %号本身

本文转自 廖雪峰的 Python 教程

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