13個(gè)知識(shí)點(diǎn)，系統(tǒng)整理Python時(shí)間處理模塊Datetime

前言

在用 Python 進(jìn)行數(shù)據(jù)處理，尤其是時(shí)間序列數(shù)據(jù)的處理，經(jīng)常會(huì)涉及處理時(shí)間或日期的地方，有些看似簡(jiǎn)單的問(wèn)題，經(jīng)常會(huì)混淆，甚至被困住。

本文分享的內(nèi)容來(lái)自 Lemon 整理的《Python時(shí)間使用指南》，完整版的可以通過(guò)文末來(lái)獲取。

首先要介紹的，是大家平時(shí)用的較多的 datetime 模塊,它屬于 Python 的內(nèi)置模塊，功能相對(duì)較全。

針對(duì) Datetime 模塊， 《Python時(shí)間使用指南》從構(gòu)建時(shí)間對(duì)象實(shí)例、時(shí)間轉(zhuǎn)換、時(shí)間對(duì)象的運(yùn)算三個(gè)方面進(jìn)行了梳理，共涉及 13 個(gè)知識(shí)點(diǎn)，整理的大綱如下：

構(gòu)建時(shí)間對(duì)象實(shí)例

import?datetime
#?from?datetime?import?date,?datetime,time,timedelta,tzinfo
import?time

時(shí)間實(shí)例的構(gòu)造包括 日期（如 2020年10月12日），時(shí)間（如 20點(diǎn)10分01秒），或者是包含 date 和 time 的 datetime （如 2020年10月12日20點(diǎn)10分01秒），下面 Lemon 來(lái)跟大家介紹下具體的構(gòu)造過(guò)程。

日期（date）實(shí)例的構(gòu)造

date 是一個(gè)理想化的簡(jiǎn)單型日期，屬性有 year , month , day 。

#?構(gòu)造日期?date?實(shí)例
d1?=?datetime.date(2020,10,12)
d1

datetime.date(2020, 10, 12)

#?構(gòu)造日期?date?實(shí)例
d1?=?datetime.date(2020,10,12)
print(d1)

2020-10-12

除了上面的構(gòu)造方式，在 date 實(shí)例化的時(shí)候，還可以通過(guò) date.today() 來(lái)構(gòu)造當(dāng)天的日期。

datetime.date.today()

datetime.date(2020, 10, 14)

date 類(lèi)型的日期，可以通過(guò) .year , .month , .day 來(lái)獲取日期所屬的 年份，月份，和具體的日期號(hào)，這幾個(gè)方法在數(shù)據(jù)分析中經(jīng)常會(huì)用到。

#?獲取日期所屬的?年份，月份，和具體的日期號(hào)

print(f'日期所屬的年份為：{d1.year}')
print(f'日期所屬的月份為：{d1.month}')
print(f'日期具體的日期號(hào)為：{d1.day}')

日期所屬的年份為：2020
日期所屬的月份為：10
日期具體的日期號(hào)為：12

時(shí)間 time 實(shí)例的構(gòu)造

time 是一個(gè)獨(dú)立于任何特定日期的理想化時(shí)間，其屬性有 hour，minute， second ， microsecond 和 tzinfo 。

#?構(gòu)造時(shí)間?time?實(shí)例
t1?=?datetime.time(20,10,1)
t1

datetime.time(20, 10, 1)

#?獲取日期所屬的?年份，月份，和具體的日期號(hào)

print(f'time 所屬的小時(shí)為：{t1.hour}')
print(f'time 所屬的分鐘為：{t1.minute}')
print(f'time 所屬的秒為：{t1.second}')

time 所屬的小時(shí)為：20
time 所屬的分鐘為：10
time 所屬的秒為：1

datetime 實(shí)例的構(gòu)造

datetime 是日期和時(shí)間的結(jié)合，其屬性有 year，month，day，hour，minute， second ， microsecond 和 tzinfo 。

#?構(gòu)造時(shí)間?datetime?實(shí)例
dt1?=?datetime.datetime(2020,10,11,20,10,1)
dt1

datetime.datetime(2020, 10, 11, 20, 10, 1)

除了上面的構(gòu)造方式，在 datetime 實(shí)例化的時(shí)候，還有其他的一些方式，包括使用 datetime.now() 和 datetime.today()，以及在 date 的基礎(chǔ)上使用 combine 方法等。

dt2?=?datetime.datetime.now()
dt2

datetime.datetime(2020, 10, 14, 15, 12, 20, 303269)

dt3?=?datetime.datetime.today()
dt3

datetime.datetime(2020, 10, 14, 15, 12, 20, 308733)

dt4?=?datetime.datetime.combine(d1,t1)
dt4

datetime.datetime(2020, 10, 12, 20, 10, 1)

通過(guò) datetime 的實(shí)例化，是我們使用時(shí)間是經(jīng)常用到的方法，在日常使用過(guò)程中，我們可能只需要具體到某天，或者只需要具體到某天的某個(gè)時(shí)間點(diǎn)，這時(shí)候，也可以通過(guò) datetime 的一些方法來(lái)實(shí)現(xiàn)。

#?從?datetime?來(lái)獲取日期
dt4.date()

datetime.date(2020, 10, 12)

#?從?datetime?來(lái)獲取具體的時(shí)間點(diǎn)
dt4.time()

datetime.time(20, 10, 1)

同樣的 datetime 類(lèi)型的時(shí)間，可以通過(guò) .year , .month , .day 來(lái)獲取日期所屬的 年份，月份，和具體的日期號(hào)。

#?獲取日期所屬的?年份，月份，和具體的日期號(hào)

print(f'日期所屬的年份為：{dt4.year}')
print(f'日期所屬的月份為：{dt4.month}')
print(f'日期具體的日期號(hào)為：{dt4.day}')

日期所屬的年份為：2020
日期所屬的月份為：10
日期具體的日期號(hào)為：12

還有一個(gè)可能涉及到的時(shí)間是獲取某天屬于星期幾，可以通過(guò) weekday() 和 isoweekday() 方法來(lái)實(shí)現(xiàn)。

#?從?datetime?來(lái)獲取日期是星期幾
#?使用?weekday?方法
#?數(shù)字從0開(kāi)始，0代表星期一，1代表星期二，以此類(lèi)推
dt4.weekday()

0

#?從?datetime?來(lái)獲取日期是星期幾
#?使用?isoweekday?方法
#?數(shù)字從1開(kāi)始，1代表星期一，2代表星期二，以此類(lèi)推
dt4.isoweekday()

1

datetime 還有一種方法，在這里也值得介紹下，如果 datetime 的值由于某些原因弄錯(cuò)了，我們也可以通過(guò) replace() 方法來(lái)進(jìn)行更正。這個(gè)方法在進(jìn)行數(shù)據(jù)清洗的時(shí)候會(huì)有用。

replace 方法的參數(shù)如下：

datetime.replace(year=self.year, month=self.month, day=self.day, hour=self.hour, minute=self.minute, second=self.second, microsecond=self.microsecond, tzinfo=self.tzinfo, * fold=0)

dt5?=?dt4.replace(year=2019)
dt5

datetime.datetime(2019, 10, 12, 20, 10, 1)

timedelta 對(duì)象的構(gòu)造

timedelta 對(duì)象表示兩個(gè) date 或者 time 或者 datetime 的時(shí)間間隔。

class datetime.timedelta(days=0, seconds=0, microseconds=0, milliseconds=0, minutes=0, hours=0, weeks=0)

所有參數(shù)都是可選的并且默認(rèn)為 0。這些參數(shù)可以是整數(shù)或者浮點(diǎn)數(shù)，也可以是正數(shù)或者負(fù)數(shù)。

只有 days, seconds 和 microseconds 會(huì)存儲(chǔ)在內(nèi)部。參數(shù)單位的換算規(guī)則如下：

• 1毫秒會(huì)轉(zhuǎn)換成1000微秒。

• 1分鐘會(huì)轉(zhuǎn)換成60秒。

• 1小時(shí)會(huì)轉(zhuǎn)換成3600秒。

• 1星期會(huì)轉(zhuǎn)換成7天。

delta?=?datetime.timedelta(weeks=3,
??????????????????days=10,
??????????????????hours=6,
??????????????????minutes=50,
??????????????????seconds=30,
??????????????????microseconds=1000,
??????????????????milliseconds=10000,
?????????????????)

delta

datetime.timedelta(days=31, seconds=24640, microseconds=1000)

tzinfo 介紹

datetime.tzinfo 返回 datetime 對(duì)象的時(shí)區(qū)，前提是在創(chuàng)建 datetime 對(duì)象時(shí)需傳入 tzinfo 參數(shù)，如果沒(méi)有傳入則返回值為 None 。

#?如果沒(méi)有?pytz?庫(kù)，則需要自行安裝
import?pytz

sh?=?pytz.timezone('Asia/Shanghai')
d_tz?=?datetime.datetime(2020,10,12,hour=8,tzinfo=sh)

d_tz.tzinfo

時(shí)間轉(zhuǎn)換

時(shí)間的三種存在方式：時(shí)間對(duì)象，時(shí)間字符串，時(shí)間戳。

時(shí)間對(duì)象，比如前面介紹的 date 、 datetime 、 time 對(duì)象等；時(shí)間字符串，如："2020-10-12"；時(shí)間戳，如 time.time() 返回的就是時(shí)間戳。

在數(shù)據(jù)處理過(guò)程中，經(jīng)常會(huì)遇到需要將不同形式的時(shí)間進(jìn)行轉(zhuǎn)換。這里給大家介紹下常用的方法：

時(shí)間對(duì)象轉(zhuǎn)字符串

時(shí)間對(duì)象轉(zhuǎn)換為字符串，可以通過(guò) isoformat 或 strftime 方法來(lái)實(shí)現(xiàn)。

strftime 的英文全稱(chēng)是 str format time ，根據(jù)給定的格式將時(shí)間對(duì)象轉(zhuǎn)換為字符串

#?將?date?時(shí)間對(duì)象轉(zhuǎn)換為字符串
d1?=?datetime.date(2020,10,12)
d1.isoformat()

'2020-10-12'

#?用?srtftime?來(lái)轉(zhuǎn)換
#?YYYY-MM-DD?形式
d1.strftime('%Y-%m-%d')

'2020-10-12'

#?MM?DD，YYYY?形式
d1.strftime('%b?%d，%Y')

'Oct 12，2020'

#?將?time?時(shí)間對(duì)象轉(zhuǎn)換為字符串
t1?=?datetime.time(20,10,1)
t1.strftime('%H:%M:%S')

'20:10:01'

#?將?datetime?時(shí)間對(duì)象轉(zhuǎn)換為字符串
dt2?=?datetime.datetime.now()
dt2.strftime('%Y-%m-%d?%H:%M:%S')

'2020-10-14 15:12:20'

dt2.isoformat()

'2020-10-14T15:12:20.403113'

python 中常見(jiàn)的時(shí)間日期格式化符號(hào)：

字符串轉(zhuǎn)時(shí)間對(duì)象

字符串轉(zhuǎn)時(shí)間對(duì)象，用的是 strptime 方法，與 strftime 方法剛好相反。

strptime 的英文全稱(chēng)是 str parse time ，將字符串解析為給定相應(yīng)格式的時(shí)間對(duì)象。

s1?=?'2020-10-09'
d?=?datetime.datetime.strptime(s1,'%Y-%m-%d')
d

datetime.datetime(2020, 10, 9, 0, 0)

下面提供了 strftime 方法與 strptime 方法的比較：

需要注意的是，strftime 方法可供 date、time 和 datetime 對(duì)象使用，而 strptime 方法僅供 datetime 對(duì)象使用。

時(shí)間戳轉(zhuǎn)換為時(shí)間對(duì)象

時(shí)間戳是指格林威治時(shí)間1970年01月01日00時(shí)00分00秒(北京時(shí)間1970年01月01日08時(shí)00分00秒)起至現(xiàn)在的總秒數(shù)。

#?獲取當(dāng)前的時(shí)間戳
ts_1?=?time.time()
ts_1

1602660751.071785

#?獲取當(dāng)天00:00:00的時(shí)間戳
ts_2?=?int(time.time()/86400)*86400
ts_2

1602633600

#?獲取當(dāng)天23:59:59的時(shí)間戳
#?一天有?24*60*60?=??86400?秒
ts_3?=?int(time.time()/86400)*86400+86400-1
ts_3

1602719999

#?將時(shí)間戳轉(zhuǎn)換為時(shí)間對(duì)象
datetime.datetime.fromtimestamp(ts_1)

datetime.datetime(2020, 10, 14, 15, 32, 31, 71785)

#?將時(shí)間戳轉(zhuǎn)換為時(shí)間對(duì)象
datetime.date.fromtimestamp(ts_1)

datetime.date(2020, 10, 14)

將時(shí)間對(duì)象轉(zhuǎn)換為時(shí)間戳

鑒于，時(shí)間戳是指格林威治時(shí)間1970年01月01日00時(shí)00分00秒(北京時(shí)間1970年01月01日08時(shí)00分00秒)起至現(xiàn)在的總秒數(shù)。

因此，將時(shí)間對(duì)象轉(zhuǎn)換為時(shí)間戳?xí)r，直接計(jì)算兩個(gè)時(shí)間對(duì)象的 timedelta ，并將timedelta 以 “秒” 來(lái)表示就可以了。

dt1

datetime.datetime(2020, 10, 11, 20, 10, 1)

#?注意這里要用?北京時(shí)間
dt_s?=?datetime.datetime(1970,1,1,8)
dt_s

datetime.datetime(1970, 1, 1, 8, 0)

timedelta_1?=?dt1?-dt_s
#?返回時(shí)間間隔包含了多少秒
timedelta_s?=?timedelta_1.total_seconds()
timedelta_s

1602418201.0

這里我們來(lái)反推下，看我們將時(shí)間對(duì)象轉(zhuǎn)換為時(shí)間戳，是否正確。

#?將時(shí)間戳轉(zhuǎn)換為時(shí)間對(duì)象
datetime.datetime.fromtimestamp(timedelta_s)

datetime.datetime(2020, 10, 11, 20, 10, 1)

時(shí)間對(duì)象的運(yùn)算

獲取當(dāng)天最小時(shí)間和最大時(shí)間

#?獲取當(dāng)天最小時(shí)間
datetime.datetime.combine(datetime.date.today(),datetime.time.min)

datetime.datetime(2020, 10, 14, 0, 0)

#?獲取當(dāng)天最大時(shí)間
datetime.datetime.combine(datetime.date.today(),datetime.time.max)

datetime.datetime(2020, 10, 14, 23, 59, 59, 999999)

獲取當(dāng)前日期的前幾天/后幾天

#?獲取明天
datetime.date.today()?+?datetime.timedelta(days=1)

datetime.date(2020, 10, 15)

#?獲取明天
datetime.date.today()?-?datetime.timedelta(days=1)

datetime.date(2020, 10, 13)

獲取本周或本月第一天及最后一天

d_today?=?datetime.date.today()
d_today

datetime.date(2020, 10, 14)

#?獲取本周第一天
d_today?-?datetime.timedelta(d_today.weekday())

datetime.date(2020, 10, 12)

#?獲取本周最后一天
d_today?+?datetime.timedelta(6-d_today.weekday())

datetime.date(2020, 10, 18)

計(jì)算兩個(gè)日期相差多少天

#?timedelta?對(duì)象的計(jì)算
td1?=?dt2?-?dt1
td1

datetime.timedelta(days=2, seconds=68539, microseconds=403113)

td1.days

2

注意下，如果需要計(jì)算兩個(gè)日期之間總共相差多少秒，應(yīng)該用 total_seconds() 方法。

td1.seconds

68539

td1.total_seconds()

241339.403113

參考文檔：

• https://docs.python.org/zh-cn/3/library/datetime.html#strftime-strptime-behavior
• https://segmentfault.com/a/1190000012112097
• https://blog.csdn.net/qq_34493908/article/details/80888052
• https://zhuanlan.zhihu.com/p/96384066

往期推薦：
收藏 | 49 個(gè) Python 學(xué)習(xí)資源
我都逛哪些技術(shù)網(wǎng)站？（程序員必備58個(gè)網(wǎng)站匯總）
肝！精心整理了 50 個(gè)數(shù)據(jù)源網(wǎng)站！