Python时间模块Datetime使用指南！
Python时间模块Datetime使用指南！
前言
在用 Python 进行数据处理，尤其是时间序列数据的处理，经常会涉及处理时间或日期的地方，有些看似简单的问题，经常会混淆，甚至被困住。
本文分享的内容来自 阳哥 整理的《Python时间使用指南》，完整版的可以通过文末来获取。
首先要介绍的，是大家平时用的较多的 datetime 模块,它属于 Python 的内置模块，功能相对较全。
针对
Datetime
模块， 《Python时间使用指南》从构建时间对象实例、时间转换、时间对象的运算三个方面进行了梳理，共涉及 13 个知识点，整理的大纲如下：
构建时间对象实例
import datetime
# from datetime import date, datetime,time,timedelta,tzinfo
import time
时间实例的构造包括 日期（如 2020年10月12日），时间（如 20点10分01秒），或者是包含 date 和 time 的
datetime
（如 2020年10月12日20点10分01秒），下面阳哥来跟大家介绍下具体的构造过程。
日期（date）实例的构造
date 是一个理想化的简单型日期，属性有
year
,
month
,
day
。
# 构造日期 date 实例
d1 = datetime.date(2020,10,12)
datetime.date(2020, 10, 12)
# 构造日期 date 实例
d1 = datetime.date(2020,10,12)
print(d1)
除了上面的构造方式，在 date 实例化的时候，还可以通过
date.today()
来构造当天的日期。
datetime.date(2020, 10, 14)
date
类型的日期，可以通过
.year
,
.month
,
.day
来获取日期所属的 年份，月份，和具体的日期号，这几个方法在数据分析中经常会用到。
# 获取日期所属的 年份，月份，和具体的日期号
print(f'日期所属的年份为：{d1.year}')
print(f'日期所属的月份为：{d1.month}')
print(f'日期具体的日期号为：{d1.day}')
日期所属的年份为：2020
日期所属的月份为：10
日期具体的日期号为：12
时间 time 实例的构造
time 是一个独立于任何特定日期的理想化时间，其属性有
hour
，
minute
，
second
，
microsecond
和
tzinfo
。
# 构造时间 time 实例
t1 = datetime.time(20,10,1)
# 获取日期所属的 年份，月份，和具体的日期号
print(f'time 所属的小时为：{t1.hour}')
print(f'time 所属的分钟为：{t1.minute}')
print(f'time 所属的秒为：{t1.second}')
time 所属的小时为：20
time 所属的分钟为：10
time 所属的秒为：1
datetime 实例的构造
datetime 是日期和时间的结合，其属性有
year
，
month
，
day
，
hour
，
minute
，
second
，
microsecond
和
tzinfo
。
# 构造时间 datetime 实例
dt1 = datetime.
datetime(2020,10,11,20,10,1)
datetime.datetime(2020, 10, 11, 20, 10, 1)
除了上面的构造方式，在 datetime 实例化的时候，还有其他的一些方式，包括使用
datetime.now()
和
datetime.today()
，以及在 date 的基础上使用
combine
方法等。
dt2 = datetime.datetime.now()
datetime.datetime(2020, 10, 14, 15, 12, 20, 303269)
dt3 = datetime.datetime.today()
datetime.datetime(2020, 10, 14, 15, 12, 20, 308733)
dt4 = datetime.datetime.combine(d1,t1)
datetime.datetime(2020, 10, 12, 20, 10, 1)
通过 datetime 的实例化，是我们使用时间是经常用到的方法，在日常使用过程中，我们可能只需要具体到某天，或者只需要具体到某天的某个时间点，这时候，也可以通过 datetime 的一些方法来实现。
# 从 datetime 来获取日期
dt4.date()
datetime.date(2020, 10, 12)
# 从 datetime 来获取具体的时间点
dt4.time()
同样的
datetime
类型的时间，可以通过
.year
,
.month
,
.day
来获取日期所属的 年份，月份，和具体的日期号。
# 获取日期所属的 年份，月份，和具体的日期号
print(f'日期所属的年份为：{dt4.year}')
print(f'日期所属的月份为：{dt4.month}')
print(f'日期具体的日期号为：{dt4.day}')
日期所属的年份为：2020
日期所属的月份为：10
日期具体的日期号为：12
还有一个可能涉及到的时间是获取某天属于星期几，可以通过
weekday()
和
isoweekday()
方法来实现。
# 从 datetime 来获取日期是星期几
# 使用 weekday 方法
# 数字从0开始，0代表星期一，1代表星期二，以此类推
dt4.weekday()
# 从 datetime 来获取日期是星期几
# 使用 isoweekday 方法
# 数字从1开始，1代表星期一，2代表星期二，以此类推
dt4.isoweekday()
datetime 还有一种方法，在这里也值得介绍下，如果 datetime 的值由于某些原因弄错了，我们也可以通过
replace()
方法来进行更正。这个方法在进行数据清洗的时候会有用。
replace 方法的参数如下：
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)
datetime.datetime(2019, 10, 12, 20, 10, 1)
timedelta 对象的构造
timedelta 对象表示两个 date 或者 time 或者 datetime 的时间间隔。
class datetime.timedelta(days=0, seconds=0, microseconds=0, milliseconds=0, minutes=0, hours=0, weeks=0)
所有参数都是可选的并且默认为 0。 这些参数可以是整数或者浮点数，也可以是正数或者负数。
只有 days, seconds 和 microseconds 会存储在内部。 参数单位的换算规则如下：
-
1毫秒会转换成1000微秒。
-
1分钟会转换成60秒。
-
1小时会转换成3600秒。
-
1星期会转换成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 介绍
datetime.tzinfo
返回 datetime 对象的时区，前提是在创建 datetime 对象时需传入 tzinfo 参数，如果没有传入则返回值为 None 。
# 如果没有 pytz 库，则需要自行安装
import pytz
sh = pytz.timezone('Asia/Shanghai')
d_tz = datetime.datetime(2020,10,12,hour=8,tzinfo=sh)
d_tz.tzinfo
<DstTzInfo 'Asia/Shanghai' LMT+8:06:00 STD>
时间转换
时间的三种存在方式：时间对象，时间字符串，时间戳。
时间对象，比如前面介绍的
date
、
datetime
、
time
对象等；时间字符串，如： “2020-10-12”；时间戳，如 time.time() 返回的就是时间戳。
在数据处理过程中，经常会遇到需要将不同形式的时间进行转换。这里给大家介绍下常用的方法：
时间对象转字符串
时间对象转换为字符串，可以通过
isoformat
或
strftime
方法来实现。
strftime
的英文全称是 str format time ，根据给定的格式将时间对象转换为字符串
# 将 date 时间对象转换为字符串
d1 = datetime.date(2020,10,12)
d1.isoformat()
# 用 srtftime 来转换
# YYYY-MM-DD 形式
d1.strftime('%Y-%m-%d')
# MM DD，YYYY 形式
d1.strftime('%b %d，%Y')
# 将 time 时间对象转换为字符串
t1 = datetime.time(20,10,1)
t1.strftime('%H:%M:%S')
# 将 datetime 时间对象转换为字符串
dt2 = datetime.datetime.now()
dt2.strftime('%Y-%m-%d %H:%M:%S')
'2020-10-14T15:12:20.403113'
python 中常见的时间日期格式化符号：
|
指令
|
意义
|
示例
|
%a
|
当地工作日的缩写。
|
Sun, Mon, …, Sat (en_US);So, Mo, …, Sa (de_DE)
|
%A
|
本地化的星期中每日的完整名称。
|
Sunday, Monday, …, Saturday (en_US);Sonntag, Montag, …, Samstag (de_DE)
|
%w
|
以十进制数显示的工作日，其中0表示星期日，6表示星期六。
|
0, 1, …, 6
|
%d
|
补零后，以十进制数显示的月份中的一天。
|
01, 02, …, 31
|
%b
|
当地月份的缩写。
|
Jan, Feb, …, Dec (en_US);Jan, Feb, …, Dez (de_DE)
|
%B
|
本地化的月份全名。
|
January, February, …, December (en_US);Januar, Februar, …, Dezember (de_DE)
|
%m
|
补零后，以十进制数显示的月份。
|
01, 02, …, 12
|
%y
|
补零后，以十进制数表示的，不带世纪的年份。
|
00, 01, …, 99
|
%Y
|
十进制数表示的带世纪的年份。
|
0001, 0002, …, 2013, 2014, …, 9998, 9999
|
%H
|
以补零后的十进制数表示的小时（24 小时制）。
|
00, 01, …, 23
|
%I
|
以补零后的十进制数表示的小时（12 小时制）。
|
01, 02, …, 12
|
%p
|
本地化的 AM 或 PM 。
|
AM, PM (en_US);am, pm (de_DE)
|
%M
|
补零后，以十进制数显示的分钟。
|
00, 01, …, 59
|
%S
|
补零后，以十进制数显示的秒。
|
00, 01, …, 59
|
%f
|
以十进制数表示的微秒，在左侧补零。
|
000000, 000001, …, 999999
|
%z
|
UTC 偏移量，格式为
±HHMM[SS[.ffffff]]
（如果是简单型对象则为空字符串）。
|
(空), +0000, -0400, +1030, +063415, -030712.345216
|
%Z
|
时区名称（如果对象为简单型则为空字符串）。
|
(空), UTC, GMT
|
%j
|
以补零后的十进制数表示的一年中的日序号。
|
001, 002, …, 366
|
%U
|
以补零后的十进制数表示的一年中的周序号（星期日作为每周的第一天）。 在新的一年中第一个星期日之前的所有日子都被视为是在第 0 周。
|
00, 01, …, 53
|
%W
|
以十进制数表示的一年中的周序号（星期一作为每周的第一天）。 在新的一年中第一个第期一之前的所有日子都被视为是在第 0 周。
|
00, 01, …, 53
|
%c
|
本地化的适当日期和时间表示。
|
Tue Aug 16 21:30:00 1988 (en_US);Di 16 Aug 21:30:00 1988 (de_DE)
|
%x
|
本地化的适当日期表示。
|
08/16/88 (None);08/16/1988 (en_US);16.08.1988 (de_DE)
|
%X
|
本地化的适当时间表示。
|
21:30:00 (en_US);21:30:00 (de_DE)
|
%%
|
字面的
'%'
字符。
|
%
|
字符串转时间对象
字符串转时间对象，用的是
strptime
方法，与
strftime
方法刚好相反。
strptime
的英文全称是 str parse time ，将字符串解析为给定相应格式的时间对象。
s1 = '2020-10-09'
d = datetime.datetime.strptime(s1,'%Y-%m-%d')
datetime.datetime(2020, 10, 9, 0, 0)
下面提供了
strftime
方法与
strptime
方法的比较：
|
|
strftime
|
strptime
|
|
用法
|
根据给定的格式将对象转换为字符串
|
将字符串解析为给定相应格式的
datetime
对象
|
|
方法类型
|
实例方法
|
类方法
|
|
方法
|
date
;
datetime
;
time
|
datetime
|
|
签名
|
strftime(format)
|
strptime(date_string, format)
|
需要注意的是，
strftime
方法可供
date
、
time
和
datetime
对象使用，而
strptime
方法仅供
datetime
对象使用。
时间戳转换为时间对象
时间戳是指格林威治时间1970年01月01日00时00分00秒(北京时间1970年01月01日08时00分00秒)起至现在的总秒数。
# 获取当前的时间戳
ts_1 = time.time()
# 获取当天00:00:00的时间戳
ts_2 = int(time.time()/86400)*86400
# 获取当天23:59:59的时间戳
# 一天有 24*60*60 = 86400 秒
ts_3 = int(time.time()/86400)*86400+86400-1
# 将时间戳转换为时间对象
datetime.datetime.fromtimestamp(ts_1)
datetime.datetime(2020, 10, 14, 15, 32, 31, 71785)
# 将时间戳转换为时间对象
datetime.date.fromtimestamp(ts_1)
datetime.date(2020, 10, 14)
将时间对象转换为时间戳
鉴于，时间戳是指格林威治时间1970年01月01日00时00分00秒(北京时间1970年01月01日08时00分00秒)起至现在的总秒数。
因此，将时间对象转换为时间戳时，直接计算两个时间对象的 timedelta ，并将timedelta 以 “秒” 来表示就可以了。
datetime.datetime(2020, 10, 11, 20, 10, 1)
# 注意这里要用 北京时间
dt_s = datetime.datetime(1970,1,1,8)
datetime.datetime(1970, 1, 1, 8, 0)
timedelta_1 = dt1 -dt_s
# 返回时间间隔包含了多少秒
timedelta_s = timedelta_1.total_seconds()
timedelta_s
这里我们来反推下，看我们将时间对象转换为时间戳，是否正确。
# 将时间戳转换为时间对象
datetime.datetime.fromtimestamp(timedelta_s)
datetime.datetime(2020, 10, 11, 20, 10, 1)
时间对象的运算
获取当天最小时间和最大时间
# 获取当天最小时间
datetime.datetime.combine(datetime.date.today(),datetime.time.min)
datetime.datetime(2020, 10, 14, 0, 0)
# 获取当天最大时间
datetime.datetime.combine(datetime.date.today(),datetime.time.max)
datetime.datetime(2020, 10, 14, 23, 59, 59, 999999)
获取当前日期的前几天/后几天
# 获取明天
datetime.date.today() + datetime.timedelta(days=1)
datetime.date(2020, 10, 15)
# 获取明天
datetime.date.today() - datetime.timedelta(days=1)
datetime.date(2020, 10, 13)
获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)
# 获取本周第一天
d_today - datetime.timedelta(d_today.weekday())
datetime.date(2020, 10, 12)
# 获取本周最后一天
d_today + datetime.timedelta(6-d_today.weekday())
datetime.date(2020, 10, 18)
计算两个日期相差多少天
# timedelta 对象的计算
td1 = dt2 - dt1
datetime.timedelta(days=2, seconds=68539, microseconds=403113)
