一文總結Python中時間/日期轉化
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在生活和工作中，我們每個人每天都在和時間打交道：
早上什么時候起床？
地鐵幾分鐘來一趟？
中午什么時候開始午休？
明天是星期幾？
距離上次買衣服已經2個月呢？
領導讓我給代碼加上一個定時任務的功能，怎么辦？
不同的情況會遇到不同的時間問題：具體時間點、時間間隔、星期等，無時不刻我們在和時間碰撞。本文將對 Python 中與時間、日期相關的類，及其方法與屬性等進行詳細的講解。
文章內容較長，基本涵蓋了你在日常開發(fā)中可能遇到的時間/日期問題，建議收藏。
1. 時間戳
1.1 時間戳簡介
在正式講解時間的相關函數之前，我們必須先一個概念：時間戳。本文中特指unix時間戳。
時間戳Timestamp是指在一連串的數據中加入辨識文字，如時間或者日期等，用以保障本地數據更新順序和遠程的一致。
unix時間戳是從1970年1月1日（UTC/GMT的午夜）開始所經過的秒數，不考慮閏秒。1970-01-01就是經常我們在MySQL中時間為空的時候，轉化空的時間戳之后得到的時間。一個小時表示為UNIX時間戳格式為：3600秒；一天表示為UNIX時間戳為86400秒，閏秒不計算。具體的對照表如下：
1.2 時間戳轉化網站
下面介紹幾個時間戳和具體時間之間相互轉化的網站：
1、站長工具：https://tool.chinaz.com/tools/unixtime.aspx
2、在線工具：https://tool.lu/timestamp/
3、Json在線解析：https://www.sojson.com/unixtime.html
4、Unix時間戳在線轉換（菜鳥工具）：https://c.runoob.com/front-end/852
5、北京時間（時間與時間戳互換工具）：http://www.beijing-time.org/shijianchuo/
介紹完時間戳的基本知識，下面重點講解3個與時間和日期相關的Python庫：
calendar
time
datetime
2. calendar
calendar的中文意思是"日歷"，所以它其實適合進行日期，尤其是以日歷的形式展示。
2.1 模塊內容
下面舉例說明：
2.2 calendar
我們顯示即將過去2020年的日歷，使用默認的參數：
import calendar
year = calendar.calendar(2020)
print(year)
改變參數再來顯示一次：
year = calendar.calendar(2020,w=3,l=1,c=8)
print(year)
我們發(fā)現整個日歷變寬了，而且星期的英文也是3個字母來顯示的，解釋一下3個參數的含義：
c：每月間隔距離
w：每日寬度間隔
l：每星期行數
其中每行長度為：21*w+18+2*c，3個月一行
最后，看看即將到來的2021年日歷：
2.3 isleap(year)
該函數的作用是判斷某個年份到底是不是閏年。如果是則返回True，否則返回的是False。
普通年份能夠被4整除，但是不能被100整除，稱之為普通閏年
年份是整百數的，必須能夠被400整除，稱之為世紀閏年
2.4 leapdays(y1,y2)
判斷兩個年份之間有多少個閏年，包含y1，但是不包含y2，類似Python切片中的包含頭部不包含尾部
2.5 month(year,month,w=2,l=1)
該函數返回的是year年的month月的日歷，只有兩行標題，一周一行。每日間隔寬度為w個字符，每行的長度為7*w + 6，其中l(wèi)是每星期的行數
首先看看默認效果；
接下來我們改變w和l兩個參數：
1、改變w，我們發(fā)現星期的表示變成了3個字母；同時每天之間的間隔變寬了（左右間隔）
2、改變參數l，我們發(fā)現每個星期之前的間隔（上下）變寬了
2.6 monthcalendar(year,month)
通過列表的形式返回year年month月的日歷，列表中還是列表形式。每個子列表是一個星期。如果沒有本月的日期則用0表示。每個子列表都是從星期1開始的，特點概括如下：
每個子列表代表的是一個星期
從星期一到星期日，沒有出現在本月的日期用0代替
我們還是以2020年12月份為例：
和上面的日歷進行對比，我們發(fā)現：出現0的位置的確是沒有出現在12月份中
我們再看看2020年3月份的日歷：
2.7 monthrange(year,month)
該函數返回的結果是一個元組，元組中有兩個數值(a,b)
數值a代表的是該月從星期幾開始；規(guī)定6代表星期天，取值為0-6
數值b代表該月總共有多少天
通過一個例子來講解，還是以2020年12月份為例：
結果中的1表示12月份從星期2開始（0-6，6代表星期日），該月總共31天
2.8 weekday(y,m,d)
weekday方法是輸入年月日，我們便可知道這天是星期幾；返回值是0-6，0代表星期1，6代表星期天
通過一個例子來講解，以12月12號為例：
雙12是星期六，返回的結果是5，5代表的就是星期六，剛好吻合。
3. time
time模塊是涉及到時間功能中最常用的一個模塊，在Python的相關時間需求中經常會用到，下面具體講解該模塊的使用方法。
3.1 模塊內容
先看模塊的整體使用
3.2 time
time.time()是獲取當前的時間，更加嚴格地說，是獲取當前時間的時間戳。
再次理解時間戳：它是以1970年1月1日0時0份0秒為計時起點，計算到當前的時間長度（不考慮閏秒）
3.3 localtime
time.localtime是打印當前的時間，得到的結果是時間元組，具體含義：
筆記：結果是時間元組
time.localtime的參數默認是time.time()的時間戳，可以自己輸入某個時間戳來獲取其對應的時間
默認當前時間戳
指定某個時間戳
3.4 gmtime
localtime()得到的是本地時間，如果需要國際化，使用gmtime()，最好是使用格林威治時間。
格林威治標準時間：位于英國倫敦郊區(qū)的皇家格林威治天文臺的標準時間，本初子午線經過那里。
3.5 asctime
time.asctime的參數為空時，默認是以time.localtime的值為參數，得到當前的日期、時間、星期；另外，我們也可以自己設置參數，參數是時間元組
使用當前時間的默認時間元組localtime
自己指定一個時間元組
獲取當前時間的具體時間和日期：
3.6 ctime
ctime的參數默認是時間戳；如果沒有，也可以指定一個時間戳
3.7 mktime
mktime()也是以時間元組為參數的，它返回的是時間戳，相當于是localtime的逆向過程：
3.8 strftime
strftime()是按照我們指定的格式將時間元組轉化為字符串；如果不指定時間元組，默認是當前時間localtime()。常用到的時間格式見下表：
我們舉例說明：
字符串中的分隔符我們可以任意指定
可以同時顯示年月日時分秒等
3.9 strptime
strptime()是將字符串轉化為時間元組，我們需要特別注意的是，它有兩個參數：
待轉化的字符串
時間字符串對應的格式，格式就是上面??表中提到的
4. datetime
雖然time模塊已經能夠解決很多的問題，但是實際工作和業(yè)務需求中需要更多的工具，讓我們使用起來更方便和快捷，datetime便是其中一個很好用的模塊。datetime模塊中幾個常用的類如下：
date：日期類，常用屬性：year/month/daytime：時間類，常用屬性：hour/minute/second/microseconddatetime：日期時間類timedelta：時間間隔，即兩個時間點之間的時間長度tzinfo：時區(qū)類
4.1 模塊內容
4.2 date
首先我們引入date類，并創(chuàng)建一個日期對象：
1、然后我們可以操作這個日期對象的各種屬性：后面加上()
print("當前日期：",today) # 當前日期
print("當前日期(字符串)：",today.ctime()) # 返回日期的字符串
print("時間元組信息：",today.timetuple()) # 當前日期的時間元組信息
print("年：",today.year) # 返回today對象的年份
print("月：",today.month) # 返回today對象的月份
print("日：",today.day) # 返回today對象的日
print("星期：",today.weekday()) # 0代表星期一，類推
print("公歷序數：",today.toordinal()) # 返回公歷日期的序數
print("年/周數/星期：",today.isocalendar()) # 返回一個元組：一年中的第幾周，星期幾
# 結果顯示
當前日期： 2020-12-25
當前日期(字符串)：Fri Dec 25 00:00:00 2020
時間元組信息：time.struct_time(tm_year=2020, tm_mon=12, tm_mday=25, tm_hour=0, tm_min=0, tm_sec=0, tm_wday=4, tm_yday=360, tm_isdst=-1)
年： 2020
月： 12
日： 25
星期： 4
公歷序數： 737784
年/周數/星期： (2020, 52, 5)
2、date類中時間和時間戳的轉換：
具體時間的時間戳轉成日期：
3、格式化時間相關，格式參照time模塊中的strftime方法
from datetime import datetime, date, time
today = date.today()
print(today)
# 2020-12-26 默認連接符號是-
print(today.strftime("%Y/%m/%d")) # 指定連接符
# 2020/12/26
print(today.strftime("%Y:%m:%d"))
# 2020:12:26
print(today.strftime("%Y/%m/%d %H:%M:%S")) # 轉化為具體的時間
# 2020/12/26 00:00:00
4、修改日期使用replace方法
4.3 time
time類也是要生成time對象，包含hour、minute、second、microsecond，我們還是通過例子來學習：
from datetime import time
t = time(10,20,30,40)
print(t.hour) # 時分秒
print(t.minute)
print(t.second)
print(t.microsecond) # 微秒
# 結果
10
20
30
40
4.4 datetime
datetime類包含date類和time類的全部信息，下面??是類方法相關的：
from datetime import datetime
print(datetime.today())
print(datetime.now())
print(datetime.utcnow())# 返回當前UTC日期和時間的datetime對象
print(datetime.fromtimestamp(1697302830)) # 時間戳的datetime對象
print(datetime.fromordinal(699000) )
print(datetime.combine(date(2020,12,25), time(11,22,54))) # 拼接日期和時間
print(datetime.strptime("2020-12-25","%Y-%m-%d"))
# 結果
2020-12-25 23:24:42.481845
2020-12-25 23:24:42.482056
2020-12-25 15:24:42.482140
2023-10-15 01:00:30
1914-10-19 00:00:00
2020-12-25 11:22:54
2020-12-25 00:00:00
再看看相關對象和屬性相關：
from datetime import datetime
d = datetime(2020,12,25,11,24,23)
print(d.date())
print(d.time())
print(d.timetz()) # 從datetime中拆分出具體時區(qū)屬性的time
print(d.replace(year=2021,month=1)) # 替換
print(d.timetuple()) # 時間元組
print(d.toordinal()) # 和date.toordinal一樣
print(d.weekday())
print(d.isoweekday())
print(d.isocalendar())
print(d.isoformat())
print(d.strftime("%Y-%m-%d :%H:%M:%S"))
# 結果
2020-12-25
11:24:23
11:24:23
2021-01-25 11:24:23
time.struct_time(tm_year=2020, tm_mon=12, tm_mday=25, tm_hour=11, tm_min=24, tm_sec=23, tm_wday=4, tm_yday=360, tm_isdst=-1)
737784
4
5
(2020, 52, 5)
2020-12-25T11:24:23
2020-12-25 :11:24:23
4.5 timedelta
timedelta對象表示的是一個時間段，即兩個日期date或者日期時間datetime之間的差；支持參數：weeks、days、hours、minutes、seconds、milliseconds、microseconds
4.6 tzinfo
本地時間指的是我們系統(tǒng)本身設定時區(qū)的時間，例如中國處于北京時間，常說的東八區(qū)UTC+8:00。datetime類有一個時區(qū)屬性tzinfo。
tzinfo是一個關于時區(qū)信息的類，是一個抽象的基類，不能直接被實例化來使用。它的默認值是None，無法區(qū)分具體是哪個時區(qū)，需要我們強制指定一個之后才能使用。
因為本身系統(tǒng)的時區(qū)剛好在中國處于東八區(qū)，所以上述代碼是能夠正常運行的，結果也是OK的。那如果我們想切換到其他時區(qū)的時間，該如何操作呢？這個時候我們需要進行時區(qū)的切換。
1、我們先通過utcnow()獲取到當前的UTC時間
utc_now = datetime.utcnow().replace(tzinfo=timezone.utc) # 指定utc時區(qū)
print(utc_now)
# 結果
2020-12-26 01:36:33.975427+00:00
2、通過astimezone()將時區(qū)指定為我們想轉換的時區(qū)，比如東八區(qū)（北京時間）：
# 通過astimezone切換到東八區(qū)
beijing = utc_now.astimezone(timezone(timedelta(hours=8)))
print(beijing)
# 結果
2020-12-26 09:36:33.975427+08:00
用同樣的方法切到東九區(qū)，東京時間：
# UTC時區(qū)切換到東九區(qū)：東京時間
tokyo = utc_now.astimezone(timezone(timedelta(hours=9)))
print(tokyo)
# 結果
2020-12-26 10:36:33.975427+09:00
還可以直接從北京時間切換到東京時間：
# 北京時間（東八區(qū)）直接切換到東京時間（東九區(qū)）
tokyo_new = beijing.astimezone(timezone(timedelta(hours=9)))
print(tokyo_new)
# 結果
2020-12-26 10:36:33.975427+09:00
5. 常用時間轉化
下面介紹幾個工作中用到的時間轉化小技巧：
時間戳轉日期
日期轉時間戳
格式化時間
指定格式獲取當前時間
5.1 時間戳轉成日期
時間戳轉成具體時間，我們需要兩個函數：
time.localtime：將時間戳轉成時間元組形式time.strftime：將時間元組數據轉成我們需要的形式
import time
now_timestamp = time.time() # 獲取當前時間的時間戳
# 時間戳先轉成時間元組，strftime在轉成指定格式
now_tuple = time.localtime(now_timestamp)
time.strftime("%Y/%m/%d %H:%M:%S", now_tuple)
# 結果
'2020/12/26 11:19:01'
假設我們指定一個具體的時間戳來進行轉換：
import time
timestamp = 1608852741 # 指定時間戳
a = time.localtime(timestamp) # 獲得時間元組形式數據
print("時間元組數據：",a)
time.strftime("%Y/%m/%d %H:%M:%S", a) # 格式化
# 結果
時間元組數據：time.struct_time(tm_year=2020, tm_mon=12, tm_mday=25, tm_hour=7, tm_min=32, tm_sec=21, tm_wday=4, tm_yday=360, tm_isdst=0)
'2020/12/25 07:32:21'
如果我們不想指定具體的格式，只想獲取時間戳對應的時間，直接通過time.ctime即可：
import time
time.ctime(1608852741)
# 結果
'Fri Dec 25 07:32:21 2020'
5.2 日期時間轉成時間戳
日期時間轉成時間戳格式，我們需要使用兩個方法：
strptime()：將時間轉換成時間數組mktime()：將時間數組轉換成時間戳
通過具體的案例來學習一下：
date = "2020-12-26 11:45:34"
# 1、時間字符串轉成時間數組形式
date_array = time.strptime(date, "%Y-%m-%d %H:%M:%S")
# 2、查看時間數組數據
print("時間數組：", date_array)
# 3、mktime時間數組轉成時間戳
time.mktime(date_array)
# 結果
時間數組：time.struct_time(tm_year=2020, tm_mon=12, tm_mday=26, tm_hour=11, tm_min=45, tm_sec=34, tm_wday=5, tm_yday=361, tm_isdst=-1)
1608954334.0
5.3 格式化時間
工作需求中有時候給定的時間格式未必是我們能夠直接使用，所以可能需要進行格式的轉換，需要使用兩個方法：
strptime()：將時間轉換成時間數組strftime()：重新格式化時間
通過案例來進行學習：
import time
old = "2020-12-12 12:28:45"
# 1、轉換成時間數組
time_array = time.strptime(old, "%Y-%m-%d %H:%M:%S")
# 2、轉換成新的時間格式(20201212-20:28:54)
new = time.strftime("%Y%m%d-%H:%M:%S",time_array) # 指定顯示格式
print("原格式時間：",old)
print("新格式時間：",new)
# 結果
原格式時間： 2020-12-12 12:28:45
新格式時間： 20201212-12:28:45
5.4 指定格式獲取當前時間
為了能夠獲取到指定格式的當前時間，我們分為3個步驟：
time.time()：獲取當前時間time.localtime()：轉成時間元組time.strftime()：重新格式化時間
通過一個案例來學習：
# 1、時間戳
old_time = time.time()
# 2、時間元組
time_array = time.localtime(old_time)
# 3、指定格式輸出
new_time = time.strftime("%Y/%m/%d %H:%M:%S", time_array)
print(new_time)
# 結果
2020/12/26 11:56:08
6. 總結
本文通過各種案例詳細介紹了Python中關于時間輸出和轉化的3個模塊：calendar、time、datetime，最后總結了4個工作中常用的時間轉化技巧，希望對大家掌握Python中的時間輸出和轉化有所幫助，不再被時間困擾。
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