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Python時間日期格式化之time與datetime模組總結

1 引言

2 理論準備

3 time模組

4 timedate模組

  4.1 date類

  4.2 time類

  4.3 datetime類

  4.4 datedelta類

1 引言

  在實際開發過程中,我們經常會用到日期或者時間,那麼在Python中我們怎麼獲取時間,以及如何將時間轉換為我們需要的格式呢?在之前的開發中,也曾遇到time、datetime等模組下的不同函式,這些函式名又很是相似,幾次下來頭都昏了,今天來徹底總結梳理一下Python中日期時間獲取與格式化。

2 理論準備

         首先必須做一點理論準備,不然待會都不知道為什麼會有這些函式。介紹3個概念:

UTC time Coordinated Universal Time,世界協調時,又稱格林尼治天文時間、世界標準時間。與UTC time對應的是各個時區的local time,也就是本地時間,例如我們的北京時間。

  epoch time表示時間開始的起點;它是一個特定的時間,不同平臺上這個時間點的值不太相同,對於Unix而言,epoch time為 1970-01-01 00:00:00 UTC。

  timestamp(時間戳) 也稱為Unix時間 或 POSIX時間;它是一種時間表示方式,表示從格林尼治時間1970年1月1日0時0分0秒開始到現在所經過的毫秒數,其值為float型別。 但是有些程式語言的相關方法返回的是秒數,例如我們的天下第一程式語言-Python大法就是這樣(請不要反駁我)。所謂的時間戳timestamp就是當前時間與格林尼治時間1970年1月1日0時0分0秒之間過了多少秒。

  相應的,日期時間就有三種表示方法:

  1)stamptime時間戳,時間戳表示的是從1970年1月1日00:00:00開始按秒計算的偏移量。stamptime表現為一個float型別資料。

  2)struct_time時間元組,共有九個元素組。stamptime時間戳和格式化時間字串之間的轉化必須通過struct_time才行,所以struct_time時間元組時3中時間表示的中心。

  3)format time 格式化時間,已格式化的結構字串使時間更具可讀性。包括自定義格式和固定格式。

  那麼,下面要說的就是怎麼獲取這三個時間,並進行這三個時間之間的轉化。先總結一下time模組。

3 time模組

  先放兩個圖:

 

  time模組中,幾乎所有時間獲取與格式轉化的函式都在上圖中了,只要理清了這幅圖的關係,那麼time模組就不再是問題。圖中,藍色方塊表示那三種時間格式,箭頭表示時間的轉化。下面,重點來了:

  1)獲取當前時間的方法只有一個,那就是通過上圖中的函式1——time.time()。也就是說,要想獲取當前時間,只能通過這個方法,而且獲取的是時間戳格式的時間。想直接獲取當前時間的時間元組格式或格式化字串?沒門,只能老老實實轉化。

  2)當傳入預設引數時,指的是使用當前時間作為引數值。圖中帶黃色底紋的都是設有預設值的引數(雖然預設值為None),函式2、3不傳入該引數時,系統會自動獲取當前時間的時間戳作為該引數值。而函式5則是系統會自動獲取當前時間的時間元組作為該引數值,不是不能直接獲取當前時間的時間元組嗎?是的,但系統會先獲取當前時間的時間戳,然後轉化為時間元組。上圖中只有向左的箭頭所代表的函式才有預設值,就是因為向右才能由時間戳轉化得到需要的時間格式。

  3) localtime(函式2)和gmtime(函式3)都可以實現將時間戳轉化為時間元組,但是,localtime轉化的是本地時間,gmtime轉為的是世界標準時間。

  4)asctime(函式7)和ctime(函式8)只能轉為為%a %b %d %H:%M:%S %Y格式的字串時間。不傳入引數時,用的也是當前時間。

  5)struct_time元組元素結構:

下標/索引

屬性名稱

描述

0

tm_year

年份,如 2018

1

tm_mon

月份,取值範圍為[1, 12]

2

tm_mday

一個月中的第幾天,取值範圍為[1-31]

3

tm_hour

小時, 取值範圍為[0-23]

4

tm_min

分鐘,取值範圍為[0, 59]

5

tm_sec

秒,取值範圍為[0, 61]

6

tm_wday

一個星期中的第幾天,取值範圍為[0-6],0表示星期一

7

tm_yday

一年中的第幾天,取值範圍為[1, 366]

8

tm_isdst

是否為夏令時,可取值為:0 , 1 或 -1,預設值為-1

  struct_time屬性值的獲取方式有兩種:

    •   可以把它當做一種特殊的有序不可變序列通過 下標/索引 獲取各個元素的值,如t[0]
    •   也可以通過物件名 “t.屬性名” 的方式來獲取各個元素的值,如t.tm_year。

  6)format time結構化表示:

格式

含義

%a

本地(locale)簡化星期名稱

%A

本地完整星期名稱

%b

本地簡化月份名稱

%B

本地完整月份名稱

%c

本地相應的日期和時間表示

%d

一個月中的第幾天(01 - 31)

%H

一天中的第幾個小時(24小時制,00 - 23)

%I

第幾個小時(12小時制,01 - 12)

%j

一年中的第幾天(001 - 366)

%m

月份(01 - 12)

%M

分鐘數(00 - 59)

%p

本地am或者pm的相應符

%S

秒(01 - 61)

%U

一年中的星期數。(00 - 53星期天是一個星期的開始。)第一個星期天之前的所有天數都放在第0周。

%w

一個星期中的第幾天(0 - 6,0是星期天)

%W

和%U基本相同,不同的是%W以星期一為一個星期的開始。

%x

本地相應日期

%X

本地相應時間

%y

去掉世紀的年份(00 - 99)

%Y

完整的年份

%Z

時區的名字(如果不存在為空字元)

%%

‘%’字元

  在程式碼中實踐一下上面的內容:

  1)time.time()

>>> import time

>>> time.time()

1544278402.1804464

  2)time.localtime()

>>> time.localtime() # 不傳入引數

time.struct_time(tm_year=2018, tm_mon=12, tm_mday=8, tm_hour=22, tm_min=14, tm_sec=58, tm_wday=5, tm_yday=342, tm_isdst=0)

>>> time.localtime(time.time()) # 傳入當前時間

time.struct_time(tm_year=2018, tm_mon=12, tm_mday=8, tm_hour=22, tm_min=15, tm_sec=33, tm_wday=5, tm_yday=342, tm_isdst=0)

>>> time.localtime(1544200000.1232) # 傳入其他時間戳

time.struct_time(tm_year=2018, tm_mon=12, tm_mday=8, tm_hour=0, tm_min=26, tm_sec=40, tm_wday=5, tm_yday=342, tm_isdst=0)

  3)time.gctime()

>>> time.gmtime()

time.struct_time(tm_year=2018, tm_mon=12, tm_mday=8, tm_hour=14, tm_min=18, tm_sec=38, tm_wday=5, tm_yday=342, tm_isdst=0)

  4)time.mktime()

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

1544279024.0

  5)strftime(format, p_tuple=None)

>>> time.strftime('%y-%m-%d' , time.localtime())

'18-12-08'

>>> time.strftime('%Y-%m-%d' , time.localtime())

'2018-12-08'

>>> time.strftime('%Y年%m月%d日 %M時%I分%S秒' , time.localtime())

'2018年12月08日 34時10分04秒'

  6)strptime(string, format)

>>> time.strptime('2018年12月08日 34時10分04秒' , '%Y年%m月%d日 %M時%I分%S秒')

time.struct_time(tm_year=2018, tm_mon=12, tm_mday=8, tm_hour=10, tm_min=34, tm_sec=4, tm_wday=5, tm_yday=342, tm_isdst=-1)

  7)asctime(p_tuple=None)

>>> time.asctime() # 不傳入引數,預設是當前時間

'Sat Dec  8 22:42:46 2018'

>>> time.asctime(time.localtime(1544278402.1804464))

'Sat Dec  8 22:13:22 2018'

  8)ctime(seconds=None)

>>> time.ctime() # 不傳入引數

'Sat Dec  8 22:45:58 2018'

>>> time.ctime(1544278402.1804464)

'Sat Dec  8 22:13:22 2018'

4 datetime模組

  datetime模組是time模組的進一步封裝,對使用者更加友好,在時間各屬性的獲取上回更加方便一些,當然,在效率上會略微低一些。datetime模組的功能主要都幾種在datetime、date、time、timedelta、tzinfo五個類中。這五個類功能如下表所示:

類名

功能

date

提供日期(年、月、日)的處理

time

提供時間(時、分、秒)的處理

datetime

同時提供對日期和時間的處理

timedelta

兩個date、time、datetime例項之間的時間間隔(時間加減運算)

tzinfo

時區資訊

4.1 date類

  先來說說date類,其定義如下:

class datetime.date(year, month, day)

  year, month 和 day都是是必須引數,各引數的取值範圍為:

引數名稱

取值範圍

year

[MINYEAR, MAXYEAR]

month

[1, 12]

day

[1, 指定年份的月份中的天數]

  類方法和屬性

類方法/屬性名稱

描述

date.max

date物件所能表示的最大日期:9999-12-31

date.min

date物件所能表示的最小日誌:00001-01-01

date.resoluation

date物件表示的日期的最小單位:天

date.today()

返回一個表示當前本地日期的date物件

date.fromtimestamp(timestamp)

根據跟定的時間戳,返回一個date物件

  物件方法和屬性

物件方法/屬性名稱

描述

d.year

d.month

d.day

d.replace(year[, month[, day]])

生成並返回一個新的日期物件,原日期物件不變

d.timetuple()

返回日期對應的time.struct_time物件

d.toordinal()

返回日期是是自 0001-01-01 開始的第多少天

d.weekday()

返回日期是星期幾,[0, 6],0表示星期一

d.isoweekday()

返回日期是星期幾,[1, 7], 1表示星期一

d.isocalendar()

返回一個元組,格式為:(year, weekday, isoweekday)

d.isoformat()

返回‘YYYY-MM-DD’格式的日期字串

d.strftime(format)

返回指定格式的日期字串,與time模組的strftime(format, struct_time)功能相同

4.2 time類

  定義格式:

class datetime.time(hour, [minute[, second, [microsecond[, tzinfo]]]])

  hour為必須引數,其他為可選引數。各引數的取值範圍為:

引數名稱

取值範圍

hour

[0, 23]

minute

[0, 59]

second

[0, 59]

microsecond

[0, 1000000]

tzinfo

tzinfo的子類物件,如timezone類的例項

  類方法和屬性

類方法/屬性名稱

描述

time.max

time類所能表示的最大時間:time(23, 59, 59, 999999)

time.min

time類所能表示的最小時間:time(0, 0, 0, 0)

time.resolution

時間的最小單位,即兩個不同時間的最小差值:1微秒

  物件方法和屬性

物件方法/屬性名稱

描述

t.hour

t.minute

t.second

t.microsecond

微秒

t.tzinfo

返回傳遞給time構造方法的tzinfo物件,如果該引數未給出,則返回None

t.replace(hour[, minute[, second[, microsecond[, tzinfo]]]])

生成並返回一個新的時間物件,原時間物件不變

t.isoformat()

返回一個‘HH:MM:SS.%f’格式的時間字串

t.strftime()

返回指定格式的時間字串,與time模組的strftime(format, struct_time)功能相同

4.3 datetime類

  datetime類的定義如下:

class datetime.datetime(year, month, day, hour=0, minute=0, second=0, microsecond=0, tzinfo=None)

  year, month 和 day是必須要傳遞的引數, tzinfo可以是None或tzinfo子類的例項。

  各引數的取值範圍為:

引數名稱

取值範圍

year

[MINYEAR, MAXYEAR]

month

[1, 12]

day

[1, 指定年份的月份中的天數]

hour

[0, 23]

minute

[0, 59]

second

[0, 59]

microsecond

[0, 1000000]

tzinfo

tzinfo的子類物件,如timezone類的例項

  如果一個引數超出了這些範圍,會引起ValueError異常。

  類方法和屬性:

類方法/屬性名稱

描述

datetime.today()

返回一個表示當前本期日期時間的datetime物件

datetime.now([tz])

返回指定時區日期時間的datetime物件,如果不指定tz引數則結果同上

datetime.utcnow()

返回當前utc日期時間的datetime物件

datetime.fromtimestamp(timestamp[, tz])

根據指定的時間戳建立一個datetime物件

datetime.utcfromtimestamp(timestamp)

根據指定的時間戳建立一個datetime物件

datetime.combine(date, time)

把指定的date和time物件整合成一個datetime物件

datetime.strptime(date_str, format)

將時間字串轉換為datetime物件

  物件方法和屬性:

物件方法/屬性名稱

描述

dt.year, dt.month, dt.day

年、月、日

dt.hour, dt.minute, dt.second

時、分、秒

dt.microsecond, dt.tzinfo

微秒、時區資訊

dt.date()

獲取datetime物件對應的date物件

dt.time()

獲取datetime物件對應的time物件, tzinfo 為None

dt.timetz()

獲取datetime物件對應的time物件,tzinfo與datetime物件的tzinfo相同

dt.replace([year[, month[, day[, hour[, minute[, second[, microsecond[, tzinfo]]]]]]]])

生成並返回一個新的datetime物件,如果所有引數都沒有指定,則返回一個與原datetime物件相同的物件

dt.timetuple()

返回datetime物件對應的tuple(不包括tzinfo)

dt.utctimetuple()

返回datetime物件對應的utc時間的tuple(不包括tzinfo)

dt.toordinal()

同date物件

dt.weekday()

同date物件

dt.isocalendar()

同date獨享

dt.isoformat([sep])

返回一個‘%Y-%m-%d

dt.ctime()

等價於time模組的time.ctime(time.mktime(d.timetuple()))

dt.strftime(format)

返回指定格式的時間字串

  上面是date、time、datetime三個類的方法和屬性,關於這三個類,使用方法上基本與time模組差不多,看方法名基本就一目瞭然,實在忘記,直接查表就好,本文不在過多介紹。

4.4 timedelta類

  timedelta可以方便實現日期(date例項、time例項、datetime例項)之間的加減運算。

  datetime.timedelta類的定義

class datetime.timedelta(days=0, seconds=0, microseconds=0, milliseconds=0, hours=0, weeks=0)
  所有引數都是預設引數,因此都是可選引數。引數的值可以是整數或浮點數,也可以是正數或負數。內部值儲存days、seconds 和 microseconds,其他所有引數都將被轉換成這3個單位:
  • 1毫秒轉換為1000微秒
  • 1分鐘轉換為60秒
  • 1小時轉換為3600秒
  • 1週轉換為7天

  然後對這3個值進行標準化,使得它們的表示是唯一的:

  • microseconds : [0, 999999]
  • seconds : [0, 86399]
  • days : [-999999999, 999999999]

  類屬性:

類屬性名稱

描述

timedelta.min

timedelta(-999999999)

timedelta.max

timedelta(days=999999999, hours=23, minutes=59, seconds=59, microseconds=999999)

timedelta.resolution

timedelta(microseconds=1)

  例項方法和屬性:

例項方法/屬性名稱

描述

td.days

天 [-999999999, 999999999]

td.seconds

秒 [0, 86399]

td.microseconds

微秒 [0, 999999]

td.total_seconds()

時間差中包含的總秒數,等價於: td / timedelta(seconds=1)

 5 總結

  對於Python中時間、日期模組的應用主要集中在time模組和datetime模組中,其中涉及到的方法和屬性有些多容易混淆,可以以time模組為出發點,只要理清time模組中3種時間格式之間的關係,就容易記憶了。

  參考資料:

  https://blog.csdn.net/p9bl5bxp/article/details/54945920