Python3标准库:datetime:日期和时间值管理

Python3标准库:datetime:日期和时间值管理

1. datetime:日期和时间值管理

datetime包含一些函数和类,用于完成日期和时间的解析、格式化和算术运算。

1.1 时间

时间值用time类表示。time实例包含hour、minute、second和microsecond属性,还可以包含时区信息。

import datetime

t = datetime.time(1, 2, 3)
print(t)
print("hour       :", t.hour)
print("minute     :", t.minute)
print("second     :", t.second)
print("microsecond:", t.microsecond)
print("tzinfo     :", t.tzinfo)

初始化time实例的参数是可选的,但默认值0不太可能是正确的。

time实例只包含时间值,而不包含与时间相关的日期值。

import datetime

print("Earliest  :", datetime.time.min)
print("Latest    :", datetime.time.max)
print("Resolution:", datetime.time.resolution)

min和max类属性可以反映一天中的合法时间范围。

time的分辨率被限制为整微秒值。

import datetime

for m in [1, 0, 0.1, 0.6]:
    try:
        print("{:02.1f} :".format(m),
              datetime.time(0, 0, 0, microsecond=m))
    except TypeError as err:
        print("ERROR:", err)

如果微秒为浮点值,则其会产生一个TypeError。

1.2 日期

日历日期值用date类表示。date实例包含year、month和day属性。使用today()类方法很容易创建一个当前日期的日期实例。 

import datetime

today = datetime.date.today()
print(today)
print("ctime  :", today.ctime())
tt = today.timetuple()
print("tuple  : tm_year  =", tt.tm_year)
print("         tm_mon   =", tt.tm_mon)
print("         tm_mday  =", tt.tm_mday)
print("         tm_hour  =", tt.tm_hour)
print("         tm_min   =", tt.tm_min)
print("         tm_sec   =", tt.tm_sec)
print("         tm_wday  =", tt.tm_wday)
print("         tm_yday  =", tt.tm_yday)
print("         tm_isdst =", tt.tm_isdst)
print("ordinal:", today.toordinal())
print("Year   :", today.year)
print("Mon    :", today.month)
print("Day    :", today.day)

下面这个例子采用多种不同格式来打印当前日期。

还有一些类方法可以由POSIX时间戳或Gregorian日历中表示日期值的整数(第1年的1月1日对应的值为1,以后每天对应的值逐个加1)来创建date实例。 

import datetime
import time

o = 733114
print("o               :", o)
print("fromordinal(o)  :", datetime.date.fromordinal(o))

t = time.time()
print("t               :", t)
print("fromtimestamp(t):", datetime.date.fromtimestamp(t))

这个例子表明fromordinal()和fromtimestamp()使用了不同的值类型。

与time类类似,可以使用min和max属性确定所支持的日期值范围。 

import datetime

print("Earliest  :", datetime.date.min)
print("Latest    :", datetime.date.max)
print("Resolution:", datetime.date.resolution)

日期的分辨率为整天。

创建新的date实例还有一种方法,可以使用现有日期的replace()方法来创建。 

import datetime

d1 = datetime.date(2008, 3, 29)
print("d1:", d1.ctime())

d2 = d1.replace(year=2009)
print("d2:", d2.ctime())

1.3 timedelta

通过对两个datetime对象完成算术运算,或者结合使用datetime和timedelta,可以计算出将来和过去的日期。将两个日期相减可以生成一个timedelta,还可以对某个日期增加或减去一个timedelta来生成另一个日期。timedelta的内部值按日、秒和微秒存储。 

import datetime

print("microseconds:", datetime.timedelta(microseconds=1))
print("milliseconds:", datetime.timedelta(milliseconds=1))
print("seconds     :", datetime.timedelta(seconds=1))
print("minutes     :", datetime.timedelta(minutes=1))
print("hours       :", datetime.timedelta(hours=1))
print("days        :", datetime.timedelta(days=1))
print("weeks       :", datetime.timedelta(weeks=1))

传入构造函数的中间值会被转换为日、秒和微秒。

一个timedelta的完整时间段可以使用total_seconds()得到,并作为一个秒表返回。 

import datetime

for delta in [datetime.timedelta(microseconds=1),
              datetime.timedelta(milliseconds=1),
              datetime.timedelta(seconds=1),
              datetime.timedelta(minutes=1),
              datetime.timedelta(hours=1),
              datetime.timedelta(days=1),
              datetime.timedelta(weeks=1),
              ]:
    print("{:15} = {:8} seconds".format(
        str(delta), delta.total_seconds())
    )

返回值是一个浮点数,因为有些时间段不到1秒。

1.4 日期算术运算

日期算术运算使用标准算术操作符来完成。

import datetime

today = datetime.date.today()
print("Today    :", today)

one_day = datetime.timedelta(days=1)
print("One day  :", one_day)

yesterday = today - one_day
print("Yesterday:", yesterday)

tomorrow = today + one_day
print("Tomorrow :", tomorrow)

print()
print("tomorrow - yesterday:", tomorrow - yesterday)
print("yesterday - tomorrow:", yesterday - tomorrow)

这个处理日期对象的例子展示了如何使用timedelta对象计算新日期,另外,这里将日期实例相减来生成timedelta(包括一个负差异值)。

timedelta对象还支持与整数、浮点数和其他timedelta实例的算术运算。 

import datetime

one_day = datetime.timedelta(days=1)
print("1 day    :", one_day)
print("5 days   :", one_day * 5)
print("1.5 days :", one_day * 1.5)
print("1/4 day  :", one_day / 4)

# assume an hour for lunch
work_day = datetime.timedelta(hours=7)
meeting_length = datetime.timedelta(hours=1)
print("meetings per day :", work_day / meeting_length)

在这个例子中,计算了一天的多个倍数,得到的timedelta包含相应的天数或小时数。

最后这个例子展示了如何结合两个timedelta对象来计算值。在这里,结果是一个浮点数。

1.5 比较值

日期和时间值都可以使用标准比较操作符来比较,从而确定哪一个在前,哪一个在后。 

import datetime
import time

print("Times:")
t1 = datetime.time(12, 55, 0)
print("  t1:", t1)
t2 = datetime.time(13, 5, 0)
print("  t2:", t2)
print("  t1 < t2:", t1 < t2)

print()
print("Dates:")
d1 = datetime.date.today()
print("  d1:", d1)
d2 = datetime.date.today() + datetime.timedelta(days=1)
print("  d2:", d2)
print("  d1 > d2:", d1 > d2)

支持所有比较操作符。

1.6 结合日期和时间 

使用datetime类可以存储由日期和时间分量构成的值。类似于date,可以使用很多便利的类方法来从其他常用值创建datetime实例。

import datetime

print("Now    :", datetime.datetime.now())
print("Today  :", datetime.datetime.today())
print("UTC Now:", datetime.datetime.utcnow())
print()

FIELDS = [
    "year", "month", "day",
    "hour", "minute", "second",
    "microsecond",
]

d = datetime.datetime.now()
for attr in FIELDS:
    print("{:15}: {}".format(attr, getattr(d, attr)))

可以想见,datetime实例包含date和time对象的所有属性。

与date类似,datetime提供了便利的类方法来创建新实例。它还包括fromordinal()和fromtimestamp()。

import datetime

t = datetime.time(1, 2, 3)
print("t :", t)

d = datetime.date.today()
print("d :", d)

dt = datetime.datetime.combine(d, t)
print("dt:", dt)

利用combine(),可以由一个date实例和一个time实例创建一个datetime实例。

1.7 格式化和解析 

datetime对象的默认字符串表示使用ISO-8601格式(YYYY-MM-DDTHH:MM:SS.mmmmmm)。可以使用strftime()生成其他格式。 

import datetime

format = "%a %b %d %H:%M:%S %Y"

today = datetime.datetime.today()
print("ISO     :", today)

s = today.strftime(format)
print("strftime:", s)

d = datetime.datetime.strptime(s, format)
print("strptime:", d.strftime(format))

使用datetime.strptime()可以将格式化的字符串转换为datetime实例。

还可以对Python的字符串格式化微语言使用同样的格式化代码,只需要把这些格式化放在格式化字符串字段规范的 : 后面。 

import datetime

today = datetime.datetime.today()
print("ISO     :", today)
print("format(): {:%a %b %d %H:%M:%S %Y}".format(today))

每个datetime格式化代码都必须有%前缀,后面的冒号会作为字面量字符包含在输出中。

 strptime/strftime格式化代码:

符号含义
%a 星期几的缩写 "Wed"
%A 工作日全名 "Wednesday"
%w 工作日编号– 0(星期日)至6(星期六) "3"
%d 每月的某天(零填充) "13"
%b 缩写的月份名称 "Jan"
%B 月份全称 "January"
%m 一年中的月份 "01"
%y 没有世纪的年份 "16"
%Y 百年纪念 "2016"
%H 从24小时制开始的小时数 "17"
%I 从12小时制开始的小时数 "05"
%p 上午下午 "PM"
%M 分钟 "00"
%S "00"
%f 微秒 "000000"
%z 时区感知对象的UTC偏移量 "-0500"
%Z 时区名称 "EST"
%j 一年中的一天 "013"
%W 一年中的第几周 "02"
%c 当前语言环境的日期和时间表示 "Wed Jan 13 17:00:00 2016"
%x 当前语言环境的日期表示 "01/13/16"
%X 当前语言环境的时间表示 "17:00:00"
%% 文字%字符 "%"

1.8 时区

在datetime中,时区由tzinfo的子类表示。由于tzinfo是一个抽象基类,实际使用时,应用需要定义它的一个子类,并为一些方法提供适当的实现。

datetime在类timezone中确实包含一个原生实现,该类使用了一个固定的UTC偏移。这个实现不支持一年中不同日期有不同的偏移值,如有些地方采用夏令时,或者有些地方UTC偏移会随时间改变。 

import datetime

min6 = datetime.timezone(datetime.timedelta(hours=-6))
plus6 = datetime.timezone(datetime.timedelta(hours=6))
d = datetime.datetime.now(min6)

print(min6, ":", d)
print(datetime.timezone.utc, ":",
      d.astimezone(datetime.timezone.utc))
print(plus6, ":", d.astimezone(plus6))

# convert to the current system timezone
d_system = d.astimezone()
print(d_system.tzinfo, "      :", d_system)

要把一个datetime值从一个时区转换为另一个时区,可以使用astimezone()。在前面的例子中,显示了UTC两侧正负6小时的两个不同时区,另外还使用了由datetime.timezone得到的utc实例来作为参考。最后的输出行显示了系统时区的值,这是不提供任何参数调用astimezone()得到的。