【Python】8000字：Python時(shí)間系列之datetime模塊

公眾號(hào)：尤而小屋
作者：Peter
編輯：Peter

大家好，我是Peter~

在上篇Python或Pandas時(shí)間序列的文章中Peter詳細(xì)介紹了time模塊，本文中重點(diǎn)介紹的是datetime模塊。

這個(gè)模塊可以說(shuō)是time模塊的升級(jí)版本，使用的情況更為普遍和常見(jiàn)，用法也更全面。文章中會(huì)通過(guò)各種例子來(lái)講解這個(gè)模塊的使用。

一、閑聊

最近一位律師通過(guò)公眾號(hào)加了Peter，他工作之余學(xué)習(xí)下Python，這個(gè)社會(huì)真的這么卷了嗎？

朋友們，Python學(xué)起來(lái)，最好是跟著尤而小屋學(xué)起來(lái)~

二、目錄

本文的目錄參考：

三、Pandas文章

Pandas相關(guān)的文章更新到第26篇，近期的重點(diǎn)是：Python或Pandas中如何處理時(shí)間序列相關(guān)的數(shù)據(jù)。

上一篇文章是：time模塊的講解，請(qǐng)參考：

6大模塊拿下Python時(shí)間序列

四、datetime模塊

4.1主要類

datetime模塊中包含的主要類為：

• date：日期對(duì)象，常用的屬性有year, month, day等
• time：時(shí)間對(duì)象，主要的屬性有hour, minute, second, microsecond
• datetime：日期時(shí)間對(duì)象，屬性date和屬性datetime的組合
• datetime_CAPI：日期對(duì)象的C語(yǔ)言接口
• timedelta：兩個(gè)時(shí)間之間的時(shí)間間隔
• tzinfo：時(shí)區(qū)信息對(duì)象的抽象基類

4.2常量

主要是有兩個(gè)常量：

1. MAXYEAR：返回能表示的最大年份，datetime.MAXYEAR
2. MINYEAR：返回能表示最小的年份，datetime.MINYEAR

五、5大類

下面介紹的datetime模塊中5大類的具體使用方法：

• date
• time
• datetime
• timedelta
• tzinfo

在我們使用之前必須先把模塊導(dǎo)進(jìn)來(lái)

from?datetime?import?*???#?*表示模塊下面的所有類

5.1date類

date對(duì)象由year年份、month月份及day日期三個(gè)部分來(lái)構(gòu)成的：

1、當(dāng)前時(shí)間

#?方式1

from?datetime?import?date

datetime.today().date()

datetime.date(2021, 10, 20)

#?方式2

from?datetime?import?date

#?today是一個(gè)日期對(duì)象，返回的是當(dāng)前日期
today?=?date.today()
today??

datetime.date(2021, 10, 20)

通過(guò)year、month、day 3個(gè)屬性描述符來(lái)訪問(wèn)：

print("今年：",today.year)???#?返回today對(duì)象的年份
print("本月：",today.month)??#?返回today對(duì)象的月份
print("今日：",today.day)???#?返回today對(duì)象的日

今年：2021
本月：10
今日：20

通過(guò)__getattribute__(...)方法獲得上述值：

today.__getattribute__("year")

2021

today.__getattribute__("month")

10

today.__getattribute__("day")

20

此外，我們還可以訪問(wèn)其他的date類的信息：

print("當(dāng)前日期：",today)??#?當(dāng)前日期
print("當(dāng)前日期(字符串形式)：",today.ctime())???#?返回日期的字符串
print("時(shí)間(元組形式)：",today.timetuple())???#?當(dāng)前日期的時(shí)間元組信息

當(dāng)前日期：2021-10-20
當(dāng)前日期(字符串形式)：Wed Oct 20 00:00:00 2021
時(shí)間(元組形式)：time.struct_time(tm_year=2021, tm_mon=10, tm_mday=20, tm_hour=0, tm_min=0, tm_sec=0, tm_wday=2, tm_yday=293, tm_isdst=-1)

print("本星期：",today.weekday())??#?0代表星期一，類推
print("公歷序數(shù)：",today.toordinal())??#?返回公歷日期的序數(shù)
print("年/周數(shù)/星期：",today.isocalendar())???#?返回一個(gè)元組：一年中的第幾周，星期幾

本星期：2
公歷序數(shù)：738083
年/周數(shù)/星期：(2021, 42, 3)

2、自定義時(shí)間

指定一個(gè)任意的時(shí)間：

#?自定義一個(gè)時(shí)間

new_date?=?date(2021,12,8)??
new_date

datetime.date(2021, 12, 8)

#?返回不同的屬性

print("year:?",?new_date.year)
print("month:?",?new_date.month)
print("day:?",?new_date.day)

year:  2021
month:  12
day:  8

#?返回時(shí)間元組
new_date.timetuple()

time.struct_time(tm_year=2021, tm_mon=12, tm_mday=8, tm_hour=0, tm_min=0, tm_sec=0, tm_wday=2, tm_yday=342, tm_isdst=-1)

#?返回公歷序數(shù)

new_date.toordinal()

738132

#?返回星期，0代表星期1，1代表星期2

new_date.weekday()

2

#?返回星期，1代表星期1，2代表星期2

new_date.isoweekday()

3

#?返回元組：（年份，第幾周，周幾）

new_date.isocalendar()

(2021, 49, 3)

#?以ISO?8601格式‘YYYY-MM-DD’返回date的字符串形式

new_date.isoformat()

'2021-12-08'

#?返回日期的字符串

new_date.ctime()

'Wed Dec  8 00:00:00 2021'

指定不同的日期輸出格式：

#?返回指定格式的日期字符串

new_date.strftime("%Y-%m-%d")

'2021-12-08'

new_date.strftime("%Y/%m/%d")

'2021/12/08'

new_date.strftime("%Y年%m月%d日")

'2021年12月08日'

#?替換時(shí)間，比如我們替換new_date

r_date?=?new_date.replace(2021,11,10)
r_date

datetime.date(2021, 11, 10)

在這種情況下，我們就生成了一個(gè)新的date對(duì)象，當(dāng)然我們還可以顯示的指定參數(shù)：

new_date.replace(year=2021,month=11,day=11)

datetime.date(2021, 11, 11)

3、公歷序數(shù)相關(guān)

公歷序數(shù)是和toordinal方法相關(guān)的

#?查看當(dāng)前日期的公歷序數(shù)

to_timestamp?=?today.toordinal()
to_timestamp

738083

將給定的公歷序數(shù)轉(zhuǎn)成具體的時(shí)間日期：fromordinal

print(date.fromordinal(to_timestamp))

2021-10-20

4、時(shí)間戳轉(zhuǎn)化

通過(guò)函數(shù)fromtimestamp進(jìn)行轉(zhuǎn)化

import?time
t?=?time.time()??#?當(dāng)前時(shí)間的時(shí)間戳
t

1634732660.382036

print(date.fromtimestamp(t))??#?時(shí)間戳--->日期

2021-10-20

轉(zhuǎn)化任意的時(shí)間戳：

date.fromtimestamp(1698382719)

datetime.date(2023, 10, 27)

5、時(shí)間格式化

#?下面我們對(duì)today對(duì)象進(jìn)行格式化輸出

today

datetime.date(2021, 10, 20)

print(today.strftime("%Y/%m/%d"))

2021/10/20

print(today.strftime("%Y-%m-%d"))

2021-10-20

5.2time類

1、創(chuàng)建對(duì)象

先創(chuàng)建一個(gè)任意的時(shí)間

from?datetime?import?time

t?=?time(20,30,40,1000)

2、訪問(wèn)常見(jiàn)屬性

時(shí)分秒都是常見(jiàn)的屬性

print(t.hour)??#?時(shí)
print(t.minute)?#?分
print(t.second)??#?秒
print(t.microsecond)??#?微秒

20
30
40
1000

3、格式化輸出

#?返回?ISO?8601格式的時(shí)間字符串

t.isoformat()

'20:30:40.001000'

#?指定輸出的格式

t.strftime("%H:%M:%S:%f")

'20:30:40:001000'

同樣的，也具有替換功能：

#?隱式替換
t.replace(14,37,8)

datetime.time(14, 37, 8, 1000)

#?顯式替換

t.replace(hour=4,minute=18,second=19)

datetime.time(4, 18, 19, 1000)

5.3datetime類

datetime對(duì)象包含date對(duì)象和time對(duì)象的所有信息。專屬于datetime的方法和屬性匯總：

• date(…)：返回datetime對(duì)象的日期部分

• time(…)：返回datetime對(duì)象的時(shí)間部分

• utctimetuple(…)：返回UTC時(shí)間元組部分等

1、生成當(dāng)前日期

from?datetime?import?datetime?

k?=?datetime.today()??#?當(dāng)前具體時(shí)間
print(k)

2021-10-20 20:24:23.053493

訪問(wèn)當(dāng)前時(shí)間的不同屬性信息：

print("year:",k.year)
print("month:",k.month)
print("day:",k.day)

year: 2021
month: 10
day: 20

2、生成當(dāng)前時(shí)間

#?返回當(dāng)前的具體時(shí)間

n?=?datetime.now()
n

datetime.datetime(2021, 10, 20, 20, 24, 23, 694127)

#?返回datetime對(duì)象的日期部分

n.date()

datetime.date(2021, 10, 20)

#?返回datetime對(duì)象的時(shí)間部分

n.time()

datetime.time(20, 24, 23, 694127)

#?返回datetime對(duì)象的UTC時(shí)間元組部分

n.utctimetuple()

time.struct_time(tm_year=2021, tm_mon=10, tm_mday=20, tm_hour=20, tm_min=24, tm_sec=23, tm_wday=2, tm_yday=293, tm_isdst=0)

還可以生成其他的屬性信息：

#?返回當(dāng)前UTC日期和時(shí)間的datetime對(duì)象

print(datetime.utcnow())

2021-10-20 12:24:24.241577

#?給定時(shí)間戳的datetime對(duì)象

print(datetime.fromtimestamp(1697302830))??

2023-10-15 01:00:30

#?指定公歷序數(shù)的datetime對(duì)象

print(datetime.fromordinal(738000)?)

2021-07-29 00:00:00

#?拼接日期和時(shí)間

print(datetime.combine(date(2020,12,25),?time(11,22,54)))??

2020-12-25 11:22:54

3、指定任意時(shí)間

#?指定一個(gè)任意時(shí)間

d?=?datetime(2021,9,25,11,24,23)

print(d.date())??#?日期
print(d.time())??#?時(shí)間
print(d.timetz())??#?從datetime中拆分出具體時(shí)區(qū)屬性的time

print(d.timetuple())??#?時(shí)間元組
print(d.toordinal())??#?和date.toordinal一樣
print(d.weekday())??#?兩種星期表示同上
print(d.isoweekday())
print(d.isocalendar())??#?ISO格式化輸出
print(d.isoformat())
print(d.strftime("%Y-%m-%d?%H:%M:%S"))??#?指定格式
print(d.replace(year=2021,month=1))??#?替換

2021-09-25
11:24:23
11:24:23
time.struct_time(tm_year=2021, tm_mon=9, tm_mday=25, tm_hour=11, tm_min=24, tm_sec=23, tm_wday=5, tm_yday=268, tm_isdst=-1)
738058
5
6
(2021, 38, 6)
2021-09-25T11:24:23
2021-09-25 11:24:23
2021-01-25 11:24:23

4、格式化輸出

#?直接對(duì)時(shí)間的格式化輸出

print(datetime.strptime("2020-12-25","%Y-%m-%d"))

2020-12-25 00:00:00

對(duì)給定的datetime對(duì)象的格式化輸出，比如上面創(chuàng)建的實(shí)例化對(duì)象k：

k

datetime.datetime(2021, 10, 20, 20, 24, 23, 53493)

#?格式化輸出

k.strftime("%Y-%m-%d?%H:%M:%S")

'2021-10-20 20:24:23'

5.4timedelta類

timedelta對(duì)象表示一個(gè)時(shí)間段，即兩個(gè)日期 (date) 或日期時(shí)間 (datetime) 之間的差值。

目前支持參數(shù):weeks、days、hours、minutes、seconds、milliseconds、microseconds。

1、當(dāng)前日期

from?datetime?import?timedelta,?date,?datetime

d?=?date.today()??#?當(dāng)前日期
d

datetime.date(2021, 10, 20)

print("今天：",d)
print("加上5天：",d?+?timedelta(days=5))??#?加上5天
print("加上3天+8小時(shí)：",?d?+?timedelta(days=3,hours=8))??#?加上3天和8個(gè)小時(shí)

今天：2021-10-20
加上5天：2021-10-25
加上3天+8小時(shí)：2021-10-23

2、當(dāng)前時(shí)間

#?當(dāng)前時(shí)間點(diǎn)
now?=?datetime.now()??
now

datetime.datetime(2021, 10, 20, 20, 24, 26, 777335)

print(now?+?timedelta(hours=4))??#?加上4個(gè)小時(shí)
print(now?+?timedelta(weeks=2))??#?加上2個(gè)禮拜
print(now?-?timedelta(seconds=500))??#?減去500秒

2021-10-21 00:24:26.777335
2021-11-03 20:24:26.777335
2021-10-20 20:16:06.777335

3、datetime對(duì)象差值

delta?=?datetime(2020,12,26)?-?datetime(2020,12,12,20,12)
print(delta)

13 days, 3:48:00

delta.days??#?日期間隔：天

13

delta.seconds??#?日期間隔：秒

13680

delta.total_seconds()??#?#?全部轉(zhuǎn)成秒

1136880.0

4、兩個(gè)日期差值

d1?=?datetime(2021,10,1)
d2?=?datetime(2021,10,8)

d1.__sub__(d2)??#?d1?-?d2

datetime.timedelta(days=-7)

d2.__sub__(d1)?#?d2?-?d1

datetime.timedelta(days=7)

#?rsub表示用d2?-?d1

d1.__rsub__(d2)???

datetime.timedelta(days=7)

上面兩個(gè)日期的差值結(jié)果是datetime.timedelta, 如果獲得整數(shù)類型的結(jié)果則按下面的方法操作：

d1.__sub__(d2).days

-7

5.5tzinfo類

主要作用是指定時(shí)間所在的時(shí)區(qū)

1、指定時(shí)區(qū)

from?datetime?import?date,?timedelta,?datetime,?timezone

tz_utc_8?=?timezone(timedelta(hours=8))?#?創(chuàng)建時(shí)區(qū)
print(tz_utc_8)

UTC+08:00

now?=?datetime.now()
print(now)

2021-10-20 20:24:28.844732

new_time?=?now.replace(tzinfo=tz_utc_8)??#?強(qiáng)制加上8個(gè)小時(shí)
print(new_time)

2021-10-20 20:24:28.844732+08:00

2、時(shí)區(qū)切換

#?獲取UTC時(shí)間
utc_now?=?datetime.utcnow().replace(tzinfo=timezone.utc)??#?指定utc時(shí)區(qū)
print(utc_now)

2021-10-20 12:24:29.336367+00:00

#?通過(guò)astimezone切換到東八區(qū)

beijing?=?utc_now.astimezone(timezone(timedelta(hours=8)))
print(beijing)

2021-10-20 20:24:29.336367+08:00

# UTC時(shí)區(qū)切換到東九區(qū)：東京時(shí)間

tokyo?=?utc_now.astimezone(timezone(timedelta(hours=9)))
print(tokyo)

2021-10-20 21:24:29.336367+09:00

#?北京時(shí)間（東八區(qū)）直接切換到東京時(shí)間（東九區(qū)）

tokyo_new?=?beijing.astimezone(timezone(timedelta(hours=9)))
print(tokyo_new)

2021-10-20 21:24:29.336367+09:00

六、常見(jiàn)應(yīng)用

6.1時(shí)間戳轉(zhuǎn)成日期

import?time
now_timestamp?=?time.time()
now_timestamp

1634732670.286224

#?1-轉(zhuǎn)成具體時(shí)間點(diǎn)

now?=?time.ctime(now_timestamp)??
print(now)

Wed Oct 20 20:24:30 2021

#?2-時(shí)間戳先轉(zhuǎn)成時(shí)間元組，strftime在轉(zhuǎn)成指定格式

now_tuple?=?time.localtime(now_timestamp)
print(now_tuple)

time.struct_time(tm_year=2021, tm_mon=10, tm_mday=20, tm_hour=20, tm_min=24, tm_sec=30, tm_wday=2, tm_yday=293, tm_isdst=0)

time.strftime("%Y/%m/%d?%H:%M:%S",?now_tuple)

'2021/10/20 20:24:30'

#?選擇一個(gè)具體的時(shí)間戳

timestamp?=?1618852721

a?=?time.localtime(timestamp)??#?獲得時(shí)間元組形式數(shù)據(jù)
print("時(shí)間元組數(shù)據(jù)：",a)
time.strftime("%Y/%m/%d?%H:%M:%S",?a)??#?格式化

時(shí)間元組數(shù)據(jù)：time.struct_time(tm_year=2021, tm_mon=4, tm_mday=20, tm_hour=1, tm_min=18, tm_sec=41, tm_wday=1, tm_yday=110, tm_isdst=0)


'2021/04/20 01:18:41'

time.ctime(1618852741)

'Tue Apr 20 01:19:01 2021'

6.2日期時(shí)間轉(zhuǎn)成時(shí)間戳

給定一個(gè)字符串類型的日期數(shù)據(jù)，如何轉(zhuǎn)化成我們想要的時(shí)間格式呢？

date?=?"2021-10-26?11:45:34"

#?1、時(shí)間字符串轉(zhuǎn)成時(shí)間數(shù)組形式
date_array?=?time.strptime(date,?"%Y-%m-%d?%H:%M:%S")
date_array

time.struct_time(tm_year=2021, tm_mon=10, tm_mday=26, tm_hour=11, tm_min=45, tm_sec=34, tm_wday=1, tm_yday=299, tm_isdst=-1)

#?2、查看時(shí)間數(shù)組數(shù)據(jù)

print("時(shí)間數(shù)組：",?date_array)

時(shí)間數(shù)組：time.struct_time(tm_year=2021, tm_mon=10, tm_mday=26, tm_hour=11, tm_min=45, tm_sec=34, tm_wday=1, tm_yday=299, tm_isdst=-1)

#?3、mktime時(shí)間數(shù)組轉(zhuǎn)成時(shí)間戳

time.mktime(date_array)

1635219934.0

6.3日期格式化

import?time

old?=?"2021-09-12?12:28:45"

#?1、轉(zhuǎn)換成時(shí)間數(shù)組
time_array?=?time.strptime(old,?"%Y-%m-%d?%H:%M:%S")

#?2、轉(zhuǎn)換成新的時(shí)間格式(2021/09/12?12-28-45)
new?=?time.strftime("%Y/%m/%d?%H-%M-%S",time_array)??#?指定顯示格式

print("原格式時(shí)間：",old)
print("新格式時(shí)間：",new)

原格式時(shí)間：2021-09-12 12:28:45
新格式時(shí)間：2021/09/12 12-28-45