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Python时间日期格式化之time与datetime模块总结

[日期:2018-12-19] 来源:Linux社区  作者:chenhuabin [字体: ]

1 引言

  在实际开发过程中,我们经常会用到日期或者时间,那么在Python中我们怎么获取时间,以及如何将时间转换为我们需要的格式呢?在之前的开发中,也曾遇到time、datetime等模块下的不同函数,这些函数名又很是相似,几次下来头都昏了,今天来彻底总结梳理一下Python中日期时间获取与格式化。

2 理论准备

        首先必须做一点理论准备,不然待会都不知道为什么会有这些函数。介绍3个概念:

UTC time Coordinated Universal Time,世界协调时,又称格林尼治天文时间、世界标准时间。与UTC time对应的是各个时区的local time,也就是本地时间,例如我们的北京时间。

  epoch time表示时间开始的起点;它是一个特定的时间,不同平台上这个时间点的值不太相同,对于Unix而言,epoch time为 1970-01-01 00:00:00 UTC。

  timestamp(时间戳) 也称为Unix时间 或 POSIX时间;它是一种时间表示方式,表示从格林尼治时间1970年1月1日0时0分0秒开始到现在所经过的毫秒数,其值为float类型。 但是有些编程语言的相关方法返回的是秒数,例如我们的天下第一编程语言-Python大法就是这样(请不要反驳我)。所谓的时间戳timestamp就是当前时间与格林尼治时间1970年1月1日0时0分0秒之间过了多少秒。

  相应的,日期时间就有三种表示方法:

  1)stamptime时间戳,时间戳表示的是从1970年1月1日00:00:00开始按秒计算的偏移量。stamptime表现为一个float类型数据。

  2)struct_time时间元组,共有九个元素组。stamptime时间戳和格式化时间字符串之间的转化必须通过struct_time才行,所以struct_time时间元组时3中时间表示的中心。

  3)format time 格式化时间,已格式化的结构字符串使时间更具可读性。包括自定义格式和固定格式。

  那么,下面要说的就是怎么获取这三个时间,并进行这三个时间之间的转化。先总结一下time模块。

3 time模块

  先放两个图:

 

  time模块中,几乎所有时间获取与格式转化的函数都在上图中了,只要理清了这幅图的关系,那么time模块就不再是问题。图中,蓝色方块表示那三种时间格式,箭头表示时间的转化。下面,重点来了:

  1)获取当前时间的方法只有一个,那就是通过上图中的函数1——time.time()。也就是说,要想获取当前时间,只能通过这个方法,而且获取的是时间戳格式的时间。想直接获取当前时间的时间元组格式或格式化字符串?没门,只能老老实实转化。

  2)当传入默认参数时,指的是使用当前时间作为参数值。图中带黄色底纹的都是设有默认值的参数(虽然默认值为None),函数2、3不传入该参数时,系统会自动获取当前时间的时间戳作为该参数值。而函数5则是系统会自动获取当前时间的时间元组作为该参数值,不是不能直接获取当前时间的时间元组吗?是的,但系统会先获取当前时间的时间戳,然后转化为时间元组。上图中只有向左的箭头所代表的函数才有默认值,就是因为向右才能由时间戳转化得到需要的时间格式。

  3) localtime(函数2)和gmtime(函数3)都可以实现将时间戳转化为时间元组,但是,localtime转化的是本地时间,gmtime转为的是世界标准时间。

  4)asctime(函数7)和ctime(函数8)只能转为为%a %b %d %H:%M:%S %Y格式的字符串时间。不传入参数时,用的也是当前时间。

  5)struct_time元组元素结构:

下标/索引

属性名称

描述

0

tm_year

年份,如 2018

1

tm_mon

月份,取值范围为[1, 12]

2

tm_mday

一个月中的第几天,取值范围为[1-31]

3

tm_hour

小时, 取值范围为[0-23]

4

tm_min

分钟,取值范围为[0, 59]

5

tm_sec

秒,取值范围为[0, 61]

6

tm_wday

一个星期中的第几天,取值范围为[0-6],0表示星期一

7

tm_yday

一年中的第几天,取值范围为[1, 366]

8

tm_isdst

是否为夏令时,可取值为:0 , 1 或 -1,默认值为-1

  struct_time属性值的获取方式有两种:

    •   可以把它当做一种特殊的有序不可变序列通过 下标/索引 获取各个元素的值,如t[0]
    •   也可以通过对象名 “t.属性名” 的方式来获取各个元素的值,如t.tm_year。

  6)format time结构化表示:

格式

含义

%a

本地(locale)简化星期名称

%A

本地完整星期名称

%b

本地简化月份名称

%B

本地完整月份名称

%c

本地相应的日期和时间表示

%d

一个月中的第几天(01 - 31)

%H

一天中的第几个小时(24小时制,00 - 23)

%I

第几个小时(12小时制,01 - 12)

%j

一年中的第几天(001 - 366)

%m

月份(01 - 12)

%M

分钟数(00 - 59)

%p

本地am或者pm的相应符

%S

秒(01 - 61)

%U

一年中的星期数。(00 - 53星期天是一个星期的开始。)第一个星期天之前的所有天数都放在第0周。

%w

一个星期中的第几天(0 - 6,0是星期天)

%W

和%U基本相同,不同的是%W以星期一为一个星期的开始。

%x

本地相应日期

%X

本地相应时间

%y

去掉世纪的年份(00 - 99)

%Y

完整的年份

%Z

时区的名字(如果不存在为空字符)

%%

‘%’字符

  在代码中实践一下上面的内容:

  1)time.time()

>>> import time
>>> time.time()
1545216390.84174

Python时间日期格式化之time与datetime模块总结

  2)time.localtime()

>>> time.localtime() # 不传入参数
time.struct_time(tm_year=2018, tm_mon=12, tm_mday=19, tm_hour=18, tm_min=47, tm_sec=30, tm_wday=2, tm_yday=353, tm_isdst=0)
>>> time.localtime(time.time()) # 传入当前时间
time.struct_time(tm_year=2018, tm_mon=12, tm_mday=19, tm_hour=18, tm_min=47, tm_sec=39, tm_wday=2, tm_yday=353, tm_isdst=0)
>>> time.localtime(1544200000.1232) # 传入其他时间戳
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)

Python时间日期格式化之time与datetime模块总结

  3)time.gctime()
>>> time.gmtime()
time.struct_time(tm_year=2018, tm_mon=12, tm_mday=19, tm_hour=10, tm_min=53, tm_sec=10, tm_wday=2, tm_yday=353, tm_isdst=0)

  4)time.mktime()

>>> time.mktime(time.localtime())
1545216822.0

  5)strftime(format, p_tuple=None)

>>> time.strftime('%y-%m-%d' , time.localtime())
'18-12-19'
>>> time.strftime('%Y-%m-%d' , time.localtime())
'2018-12-19'
>>> time.strftime('%Y年%m月%d日 %M时%I分%S秒' , time.localtime())
'2018年12月19日 54时06分20秒'

 Python时间日期格式化之time与datetime模块总结

  6)strptime(string, format)
 
>>> time.strptime('2018年12月08日 34时10分04秒' , '%Y年%m月%d日 %M时%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)
>>> time.strptime('2018年12月19日 54时06分20秒' , '%Y年%m月%d日 %M时%I分%S秒')
time.struct_time(tm_year=2018, tm_mon=12, tm_mday=19, tm_hour=6, tm_min=54, tm_sec=20, tm_wday=2, tm_yday=353, tm_isdst=-1)
Python时间日期格式化之time与datetime模块总结

  7)asctime(p_tuple=None)

>>> time.asctime() # 不传入参数,默认是当前时间
'Wed Dec 19 18:59:22 2018'
>>> time.asctime(time.localtime(1544278402.1804464))
'Sat Dec  8 22:13:22 2018'

  8)ctime(seconds=None)

>>> time.ctime() # 不传入参数
'Wed Dec 19 19:00:05 2018'
>>> time.ctime(1544278402.1804464)
'Sat Dec  8 22:13:22 2018'

Python时间日期格式化之time与datetime模块总结

4 datetime模块

  datetime模块是time模块的进一步封装,对用户更加友好,在时间各属性的获取上回更加方便一些,当然,在效率上会略微低一些。datetime模块的功能主要都几种在datetime、date、time、timedelta、tzinfo五个类中。这五个类功能如下表所示:

类名

功能

date

提供日期(年、月、日)的处理

time

提供时间(时、分、秒)的处理

datetime

同时提供对日期和时间的处理

timedelta

两个date、time、datetime实例之间的时间间隔(时间加减运算)

tzinfo

时区信息

4.1 date类

  先来说说date类,其定义如下:

class datetime.date(year, month, day)

  year, month 和 day都是是必须参数,各参数的取值范围为:

参数名称

取值范围

year

[MINYEAR, MAXYEAR]

month

[1, 12]

day

[1, 指定年份的月份中的天数]

  类方法和属性

类方法/属性名称

描述

date.max

date对象所能表示的最大日期:9999-12-31

date.min

date对象所能表示的最小日志:00001-01-01

date.resoluation

date对象表示的日期的最小单位:天

date.today()

返回一个表示当前本地日期的date对象

date.fromtimestamp(timestamp)

根据跟定的时间戳,返回一个date对象

  对象方法和属性

对象方法/属性名称

描述

d.year

d.month

d.day

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

生成并返回一个新的日期对象,原日期对象不变

d.timetuple()

返回日期对应的time.struct_time对象

d.toordinal()

返回日期是是自 0001-01-01 开始的第多少天

d.weekday()

返回日期是星期几,[0, 6],0表示星期一

d.isoweekday()

返回日期是星期几,[1, 7], 1表示星期一

d.isocalendar()

返回一个元组,格式为:(year, weekday, isoweekday)

d.isoformat()

返回‘YYYY-MM-DD’格式的日期字符串

d.strftime(format)

返回指定格式的日期字符串,与time模块的strftime(format, struct_time)功能相同

4.2 time类

  定义格式:

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

  hour为必须参数,其他为可选参数。各参数的取值范围为:

参数名称

取值范围

hour

[0, 23]

minute

[0, 59]

second

[0, 59]

microsecond

[0, 1000000]

tzinfo

tzinfo的子类对象,如timezone类的实例

  类方法和属性

类方法/属性名称

描述

time.max

time类所能表示的最大时间:time(23, 59, 59, 999999)

time.min

time类所能表示的最小时间:time(0, 0, 0, 0)

time.resolution

时间的最小单位,即两个不同时间的最小差值:1微秒

  对象方法和属性

对象方法/属性名称

描述

t.hour

t.minute

t.second

t.microsecond

微秒

t.tzinfo

返回传递给time构造方法的tzinfo对象,如果该参数未给出,则返回None

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

生成并返回一个新的时间对象,原时间对象不变

t.isoformat()

返回一个‘HH:MM:SS.%f’格式的时间字符串

t.strftime()

返回指定格式的时间字符串,与time模块的strftime(format, struct_time)功能相同

4.3 datetime类

  datetime类的定义如下:

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

  year, month 和 day是必须要传递的参数, tzinfo可以是None或tzinfo子类的实例。

  各参数的取值范围为:

参数名称

取值范围

year

[MINYEAR, MAXYEAR]

month

[1, 12]

day

[1, 指定年份的月份中的天数]

hour

[0, 23]

minute

[0, 59]

second

[0, 59]

microsecond

[0, 1000000]

tzinfo

tzinfo的子类对象,如timezone类的实例

  如果一个参数超出了这些范围,会引起ValueError异常。

  类方法和属性:

类方法/属性名称

描述

datetime.today()

返回一个表示当前本期日期时间的datetime对象

datetime.now([tz])

返回指定时区日期时间的datetime对象,如果不指定tz参数则结果同上

datetime.utcnow()

返回当前utc日期时间的datetime对象

datetime.fromtimestamp(timestamp[, tz])

根据指定的时间戳创建一个datetime对象

datetime.utcfromtimestamp(timestamp)

根据指定的时间戳创建一个datetime对象

datetime.combine(date, time)

把指定的date和time对象整合成一个datetime对象

datetime.strptime(date_str, format)

将时间字符串转换为datetime对象

  对象方法和属性:

对象方法/属性名称

描述

dt.year, dt.month, dt.day

年、月、日

dt.hour, dt.minute, dt.second

时、分、秒

dt.microsecond, dt.tzinfo

微秒、时区信息

dt.date()

获取datetime对象对应的date对象

dt.time()

获取datetime对象对应的time对象, tzinfo 为None

dt.timetz()

获取datetime对象对应的time对象,tzinfo与datetime对象的tzinfo相同

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

生成并返回一个新的datetime对象,如果所有参数都没有指定,则返回一个与原datetime对象相同的对象

dt.timetuple()

返回datetime对象对应的tuple(不包括tzinfo)

dt.utctimetuple()

返回datetime对象对应的utc时间的tuple(不包括tzinfo)

dt.toordinal()

同date对象

dt.weekday()

同date对象

dt.isocalendar()

同date独享

dt.isoformat([sep])

返回一个‘%Y-%m-%d

dt.ctime()

等价于time模块的time.ctime(time.mktime(d.timetuple()))

dt.strftime(format)

返回指定格式的时间字符串

  上面是date、time、datetime三个类的方法和属性,关于这三个类,使用方法上基本与time模块差不多,看方法名基本就一目了然,实在忘记,直接查表就好,本文不在过多介绍。

4.4 timedelta类

  timedelta可以方便实现日期(date实例、time实例、datetime实例)之间的加减运算。

  datetime.timedelta类的定义

class datetime.timedelta(days=0, seconds=0, microseconds=0, milliseconds=0, hours=0, weeks=0)
  所有参数都是默认参数,因此都是可选参数。参数的值可以是整数或浮点数,也可以是正数或负数。内部值存储days、seconds 和 microseconds,其他所有参数都将被转换成这3个单位:
  • 1毫秒转换为1000微秒
  • 1分钟转换为60秒
  • 1小时转换为3600秒
  • 1周转换为7天

  然后对这3个值进行标准化,使得它们的表示是唯一的:

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

  类属性:

类属性名称

描述

timedelta.min

timedelta(-999999999)

timedelta.max

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

timedelta.resolution

timedelta(microseconds=1)

  实例方法和属性:

实例方法/属性名称

描述

td.days

天 [-999999999, 999999999]

td.seconds

秒 [0, 86399]

td.microseconds

微秒 [0, 999999]

td.total_seconds()

时间差中包含的总秒数,等价于: td / timedelta(seconds=1)

 5 总结

  对于Python中时间、日期模块的应用主要集中在time模块和datetime模块中,其中涉及到的方法和属性有些多容易混淆,可以以time模块为出发点,只要理清time模块中3种时间格式之间的关系,就容易记忆了。

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