Python 日期和时间

在本教程中，您将通过示例掌握在 Python 中处理日期和时间的方法。您将了解用于操作日期和时间的不同模块、如何以特定格式读取和打印时间等。

关于日期和时间的事实

在深入研究日期和时间的工作原理之前，让我们先回顾一下过去，了解计算机是如何计算时间的。事实上，几乎所有计算机都基于 Unix 纪元时间来计算时间，即 1970 年 1 月 1 日 00:00:00 UTC。UTC（协调世界时），通常称为 GMT（格林尼治标准时间），指的是经度 0° 的时间。

与其他编程语言一样，Python 也采用了 Unix 时间的概念，其标准库包含一个名为 time 的常用模块。time 模块有一个名为 time() 的函数，它输出自 Unix 纪元时间以来的秒数。

>>> import time
>>> time.time()
1599329118.616698 

这种 Unix 时间表示法对人类来说极难解析，因此需要另一种方式向用户传达时间。这可以通过将 Unix 时间转换为 UTC，再借助时区偏移将其转换为本地时间来实现。所有时区偏移值的数据库由互联网号码分配局（简称 IANA）维护。

日期和时间标准化

由于人类难以确定以秒为单位的时间，时间格式便以年、月、日、小时等方式计算。我们生活的世界在地理、语言、文化等各个方面都充满了多样性，因此有必要对时间格式进行标准化，以避免所有不必要的复杂性和沟通错误。国际标准化组织提出了 ISO-8601，规定日期格式应按从最重要到最不重要的数据顺序排列。明确地说，标准化的日期格式如下

YYYY-MM-DD HH:MM:SS 

其中 YYYY 表示四位数的年份，MM 和 DD 表示两位数的月份和日期。同样，HH、MM 和 SS 表示两位数的小时、分钟和秒。

这样做的主要好处是避免了日期格式的模糊性。例如，当月份的值是一个有效的数字时，MM-DD-YYYY 或 DD-MM-YYYY 常常会被误解。

Python 日期和时间模块

Python 提供了三个不同的模块来处理日期和时间。它们如下所列：

1. Calendar 模块
2. Datetime 模块
3. Time 模块

让我们从 datetime 模块开始学习，它有助于在 Python 中操作日期和时间。

Datetime 模块中的常量

可以使用 datetime 模块中的两个常量 MINYEAR 和 MAXYEAR 导出系统中可表示的最小和最大年份。
MINYEAR 返回日期和日期时间对象中允许的最小年份数，即 1，而 MAXYEAR 给出日期和日期时间对象中允许的最大年份数表示，即 9999。

import datetime

#constants in datetime Module
import datetime
print(datetime.MINYEAR)
print(datetime.MAXYEAR) 

1
9999

Datetime 模块中的类

为了操作日期和时间，Python 的 datetime 模块包含以下类，如下表所示。

date、time、datetime 和 timezone 类的对象是不可变的，因此是可哈希的。所以这些对象可以用作字典的键。

Python 日期对象

Python 中的 Date 对象在一个理想化的格里高利历中处理日期。它以标准形式 YYYY-MM-DD 表示日期。

datetime.date(year,month,day) 

这里的参数必须是整数，并且在其规定的范围内，如下所示：

• 年份必须在 1 到 9999 之间（含）
• 月份必须在 1 到 12 之间（含）
• 日期必须在 1 到 31 之间（含），具体取决于年份和月份。

如果任何参数不满足这些范围规范，则会遇到 ValueError。

如何获取日期

1. 使用 today() 方法

   方法 today() 用于获取当前本地日期。在此示例中，我们导入了 datetime 模块，并为 datetime.date 类创建了一个对象 d_ob，该对象调用了 today() 方法。

   import datetime
   
   #Current date
   d_ob = datetime.date.today()
   print(d_ob) 
   

   2020-09-06
   

   结果为您提供当前的本地日期。

2. 使用 fromtimestamp() 方法

   Unix 时间戳是以特定日期和 1970 年 1 月 1 日之间的秒数表示的时间。例如，1599468233 是一个时间戳。可以借助名为 fromtimestamp() 的方法将时间戳转换为实际日期。

   from datetime import date
   ts = date.fromtimestamp(1599468233)
   print('Date from Timestamp is',ts) 
   

   Date from Timestamp is 2020-09-07 
   

3. 使用 fromisoformat() 方法

   可以使用 fromisoformat() 方法将以字符串形式给出的日期转换为标准格式。这是一个非常酷的方法，它总是以 YYYY-MM-DD 的格式输出日期。

   from datetime import date
   str = date.fromisoformat('2020-02-14')
   print(str) 
   

   2020-02-14
   

4. 使用 fromisocalendar() 方法

   当将年、周和日作为参数传递时，fromisocalendar 方法会给出日期。

   from datetime import date
   cal_date = date.fromisocalendar(year=2020,week=20,day=5)
   print(cal_date)
   

   2020-05-15
   

Python datetime 对象

现在假设您想获取当前日期和时间，您可以使用 datetime 模块中的另一个类，即 datetime.datetime。datetime 对象是一个单独的对象，它处理日期对象和时间对象。

 datetime.datetime(year,month,day,hour=0,minute = 0,sec = 0,tzinfo = None)

常用的方法如下所列

1. 用于获取当前日期和时间的 now() 方法

   Datetime 类调用 now() 方法，如下例所示，以获取当前的本地日期和时间。

   import datetime
   
   #Current date
   dt_ob = datetime.datetime.now()
   print(dt_ob)
   

    

   2020-09-06 15:39:27.272038
   

2. 用于获取当前日期和时间的 today() 方法

   import datetime
   
   #Current date
   dt_ob = datetime.datetime.today()
   print(dt_ob)
   

    

   2020-09-06 15:39:27.272038
   

   您也可以通过传递关键字参数来实例化 datetime 类，如示例所示：唯一的区别是这里我们没有调用任何特定的方法，而是提供了日期和时间。

   from datetime import datetime
    dt_ob3 = datetime(year = 2020,m = 29,hour = 6,minute = 30,sec
   print(dt_ob3)
   

    

   2020-10-29 06:30:45
   

   也可以单独检索实体，如仅年份、仅月份或仅小时。这可以通过点表示法来完成。

   from datetime import datetime
    dt_ob = datetime(year = 2020,m = 29,hour = 6,minute = 30,sec
   print('Current Year is',dt_ob.year)
   print('Current time is ',dt_ob.hour)
   print('Timestamp of the date is',dt_ob.timestamp())
    
     

   Current Year is  2020
   Current Minute is 6
   Timestamp of the date is 1603938645.0
   

3. 使用 fromtimestamp() 方法

   from datetime import datetime
   ts = datetime.fromtimestamp(1599468233)
   print('Date from Timestamp is',ts)
   

    

   Date from Timestamp is 2020-09-07 12:43:53
   

Python 中的 timedelta 类是什么

Timedelta 类是 datetime 模块中与上述类一起常用的类，用于查找两个日期或时间的差值，即持续时间。在下面的示例中，我们创建了两个日期对象 d1 和 d2，它们的差值存储在 d3 中。这里，d3 属于 timedelta 类。类似地，两个 datetime 对象的差值会得到一个 timedelta 对象。

from datetime import date,time,datetime

from datetime import date,time,datetime
d1= date(2020,9,2)
d2=date(2019,9,7)
d3 =d1-d2
print('Difference is ',d3)
print("Type is ",type(d3))

t1=datetime(2020,9,2,11,45,30)
t2=datetime(2018,9,7,10,50,40)
print('time Difference is ',(t1-t2)) 

输出

Difference is  361 days, 0:00:00
Type is  <class 'datetime.timedelta'>
time Difference is  726 days, 0:54:50

如何操作两个 timedelta 对象

要操作 timedelta 对象，我们首先需要从 datetime 模块中导入 timedelta 类。

#timedelta objects difference
from datetime import timedelta
td1 = timedelta(weeks=2,days=3)
td2 = timedelta(weeks=1,days=5)
td3 = td1-td2
print(td3)

5 days, 0:00:00

负的 timedelta 对象

#timedelta objects difference
from datetime import timedelta td5 = timedelta(sec
td  = timedelta(sec
td7 = td5-td6
print(td7)
print(abs(td7))

-1 day, 23:59:30

以秒为单位的 Timedelta 对象

要以秒为单位获取 timedelta 对象，我们可以使用名为 total_seconds() 的方法，它以秒表示持续时间。

from datetime import timedelta

td1 = timedelta(weeks=2,days=3)
print(td1.total_seconds()) 

1468800.0

Python datetime 格式化

我们之前讨论过，不同国家的日期和时间格式不同。例如，在美国，他们依赖的常见日期格式是 MM-DD-YYYY，而在英国，格式是 DD-MM-YYYY。如果月份是一个有效的数字，这就会产生歧义。因此，在 python 中需要一种处理这种歧义的措施，于是就有了两种格式化方法

strftime()

Strftime 方法() 是在所有三个类（date、time、datetime）中定义的格式化方法，用于将给定的日期、时间和日期时间表示为可读的字符串。它只包含一个名为 format 的参数，我们在这里指定所需的日期格式。

下面的可视化图表能让您更清晰地理解这个概念。

from datetime import datetime

t = datetime.today()
print(t)

f1 = t.strftime("%m/%d/%Y, %H:%M:%S")
# MM/DD/YYYY H:M:S format
print("Format 1:", f1)

f2 = t.strftime("%d/%m/%Y, %H:%M:%S")
# DD/MM/YYYY H:M:S format
print("Format 2:", f2)

输出

2020-09-27 16:15:36.913768
Format 1: 09/27/2020, 16:15:36
Format 2: 27/09/2020, 16:15:36

strptime()

这是另一种格式化方法，仅由 datetime 对象支持，与 strftime() 方法正好相反。这里，datetime 对象是根据给定的字符串创建的。它包含两个参数：

1. 日期和时间的字符串（'02-14-2020'）
2. 字符串的格式（%d/%m/%Y）

根据以上两个参数，它会产生一个 datetime 对象作为结果。下面的可视化图表阐明了这个概念。

from datetime import datetime

Str = "June 5,2020"
print(Str)

dt_ob=datetime.strptime(Str,"%B %d,%Y")
print(dt_ob)

输出

June 5,2020
2020-06-05 00:00:00

strptime() 中的 ValueError

当传递给 strptime() 方法的字符串和格式代码不匹配时，Python 会引发 ValueError。例如，

from datetime import datetime

Str = "June 5,2020"

dt_ob=datetime.strptime(Str,"%d %B ,%Y")
print(dt_ob)

输出

ValueError: time data 'June 5,2020' does not match format '%d %B ,%Y'

strftime() 和 strptime() 的格式代码。