Python時間轉化方法超全總結

2022-03-23 13:02:20

在生活和工作中，我們每個人每天都在和時間打交道：

早上什麼時候起床？

地鐵幾分鐘來一趟？

中午什麼時候開始午休？

明天是星期幾？

距離上次買衣服已經2個月呢？

領導讓我給程式碼加上一個定時任務的功能，怎麼辦？

不同的情況會遇到不同的時間問題：具體時間點、時間間隔、星期等，無時不刻我們在和時間碰撞。本文將利用Python對時間相關的類，及其方法與屬性等進行詳細的講解

1. 時間戳

1.1時間戳簡介

在正式講解時間的相關函數之前，我們必須先一個概念：時間戳。本文中特指unix時間戳。

時間戳Timestamp是指在一連串的資料中加入辨識文字，如時間或者日期等，用以保障本地資料更新順序和遠端的一致。

unix時間戳是從1970年1月1日（UTC/GMT的午夜）開始所經過的秒數，不考慮閏秒。1970-01-01就是經常我們在MySQL中時間為空的時候，轉化空的時間戳之後得到的時間。一個小時表示為UNIX時間戳格式為：3600秒；一天表示為UNIX時間戳為86400秒，閏秒不計算。具體的對照表如下：

1.2時間戳轉化網站

下面介紹幾個時間戳和具體時間之間相互轉化的網站：

1、站長工具

2、線上工具

3、Json線上解析

4、Unix時間戳線上轉換（菜鳥工具）

5、北京時間（時間與時間戳互換工具）

介紹完時間戳的基本知識，下面重點講解3個與時間和日期相關的Python庫：

calendar

time

datetime

2.calendar

calendar的中文意思是"日曆"，所以它其實適合進行日期，尤其是以日曆的形式展示。

2.1模組內容

下面舉例說明：

2.2calendar

我們顯示即將過去2020年的日曆，使用預設的引數：

import calendar
year = calendar.calendar(2020)
print(year)

改變引數再來顯示一次：

year = calendar.calendar(2020,w=3,l=1,c=8)
print(year)

我們發現整個日曆變寬了，而且星期的英文也是3個字母來顯示的，解釋一下3個引數的含義：

c：每月間隔距離

w：每日寬度間隔

l：每星期行數

其中每行長度為：21*w+18+2*c，3個月一行

最後，看看即將到來的2021年日曆：

2.3isleap(year)

該函數的作用是判斷某個年份到底是不是閏年。如果是則返回True，否則返回的是False。

普通年份能夠被4整除，但是不能被100整除，稱之為普通閏年

年份是整百數的，必須能夠被400整除，稱之為世紀閏年

2.4leapdays(y1,y2)

判斷兩個年份之間有多少個閏年，包含y1，但是不包含y2，類似Python切片中的包含頭部不包含尾部

2.5month(year,month,w=2,l=1)

該函數返回的是year年的month月的日曆，只有兩行標題，一週一行。每日間隔寬度為w個字元，每行的長度為7*w + 6，其中l是每星期的行數

首先看看預設效果；

接下來我們改變w和l兩個引數：

1、改變w，我們發現星期的表示變成了3個字母；同時每天之間的間隔變寬了（左右間隔）

2、改變引數l，我們發現每個星期之前的間隔（上下）變寬了

2.6monthcalendar(year,month)

通過列表的形式返回year年month月的日曆，列表中還是列表形式。每個子列表是一個星期。如果沒有本月的日期則用0表示。每個子列表都是從星期1開始的，特點概括如下：

每個子列表代表的是一個星期

從星期一到星期日，沒有出現在本月的日期用0代替

我們還是以2020年12月份為例：

和上面的日曆進行對比，我們發現：出現0的位置的確是沒有出現在12月份中

我們再看看2020年3月份的日曆：

2.7monthrange(year,month)

該函數返回的結果是一個元組，元組中有兩個數值(a,b)

數值a代表的是該月從星期幾開始；規定6代表星期天，取值為0-6

數值b代表該月總共有多少天

通過一個例子來講解，還是以2020年12月份為例：

結果中的1表示12月份從星期2開始（0-6，6代表星期日），該月總共31天

2.8weekday(y,m,d)

weekday方法是輸入年月日，我們便可知道這天是星期幾；返回值是0-6，0代表星期1，6代表星期天

通過一個例子來講解，以12月12號為例：

雙12是星期六，返回的結果是5，5代表的就是星期六，剛好吻合。

3.time

time模組是涉及到時間功能中最常用的一個模組，在Python的相關時間需求中經常會用到，下面具體講解該模組的使用方法。

3.1模組內容

先看模組的整體使用

3.2time

time.time()是獲取當前的時間，更加嚴格地說，是獲取當前時間的時間戳。

再次理解時間戳：它是以1970年1月1日0時0份0秒為計時起點，計算到當前的時間長度（不考慮閏秒）

3.3localtime

time.localtime是列印當前的時間，得到的結果是時間元組，具體含義：

筆記：結果是時間元組

time.localtime的引數預設是time.time()的時間戳，可以自己輸入某個時間戳來獲取其對應的時間

預設當前時間戳

指定某個時間戳

3.4gmtime

localtime()得到的是本地時間，如果需要國際化，使用gmtime()，最好是使用格林威治時間。

格林威治標準時間：位於英國倫敦郊區的皇家格林威治天文臺的標準時間，本初子午線經過那裡。

3.5asctime

time.asctime的引數為空時，預設是以time.localtime的值為引數，得到當前的日期、時間、星期；另外，我們也可以自己設定引數，引數是時間元組

使用當前時間的預設時間元組localtime

自己指定一個時間元組

獲取當前時間的具體時間和日期：

3.6ctime

ctime的引數預設是時間戳；如果沒有，也可以指定一個時間戳

3.7mktime

mktime()也是以時間元組為引數的，它返回的是時間戳，相當於是localtime的逆向過程：

3.8strftime

strftime()是按照我們指定的格式將時間元組轉化為字串；如果不指定時間元組，預設是當前時間localtime()。常用到的時間格式見下表：

我們舉例說明：

字串中的分隔符我們可以任意指定

可以同時顯示年月日時分秒等

3.9strptime

strptime()是將字串轉化為時間元組，我們需要特別注意的是，它有兩個引數：

待轉化的字串

時間字串對應的格式，格式就是上面????表中提到的

4.datetime

雖然time模組已經能夠解決很多的問題，但是實際工作和業務需求中需要更多的工具，讓我們使用起來更方便和快捷，datetime便是其中一個很好用的模組。datetime模組中幾個常用的類如下：

date：日期類，常用屬性：year/month/day

time：時間類，常用屬性：hour/minute/second/microsecond

datetime：日期時間類

timedelta：時間間隔，即兩個時間點之間的時間長度

tzinfo：時區類

4.1模組內容

4.2date

首先我們引入date類，並建立一個日期物件：

1、然後我們可以操作這個日期物件的各種屬性：後面加上()

print("當前日期：",today)  # 當前日期
print("當前日期(字串)：",today.ctime())   # 返回日期的字串
print("時間元組資訊：",today.timetuple())   # 當前日期的時間元組資訊
print("年：",today.year)   # 返回today物件的年份
print("月：",today.month)  # 返回today物件的月份
print("日：",today.day)   # 返回today物件的日
print("星期：",today.weekday())  # 0代表星期一，類推
print("公曆序數：",today.toordinal())  # 返回公曆日期的序數
print("年/週數/星期：",today.isocalendar())   # 返回一個元組：一年中的第幾周，星期幾

# 結果顯示
當前日期： 2020-12-25
當前日期(字串)：Fri Dec 25 00:00:00 2020
時間元組資訊：time.struct_time(tm_year=2020, tm_mon=12, tm_mday=25, tm_hour=0, tm_min=0, tm_sec=0, tm_wday=4, tm_yday=360, tm_isdst=-1)
年： 2020
月： 12
日： 25
星期： 4
公曆序數： 737784
年/週數/星期： (2020, 52, 5)

2、date類中時間和時間戳的轉換：

具體時間的時間戳轉成日期：

3、格式化時間相關，格式參照time模組中的strftime方法

from datetime import datetime, date, time
today = date.today()

print(today)
# 2020-12-26  預設連線符號是-

print(today.strftime("%Y/%m/%d"))  # 指定連線符
# 2020/12/26

print(today.strftime("%Y:%m:%d"))
# 2020:12:26

print(today.strftime("%Y/%m/%d %H:%M:%S"))  # 轉化為具體的時間
# 2020/12/26 00:00:00

4、修改日期使用replace方法

4.3time

time類也是要生成time物件，包含hour、minute、second、microsecond，我們還是通過例子來學習：

from datetime import time

t = time(10,20,30,40)
print(t.hour)  # 時分秒
print(t.minute)
print(t.second)
print(t.microsecond)  # 微秒

# 結果
10
20
30
40

4.4datetime

datetime類包含date類和time類的全部資訊，下面是類方法相關的：

from  datetime import datetime

print(datetime.today())
print(datetime.now())
print(datetime.utcnow())# 返回當前UTC日期和時間的datetime物件
print(datetime.fromtimestamp(1697302830))  # 時間戳的datetime物件
print(datetime.fromordinal(699000) )
print(datetime.combine(date(2020,12,25), time(11,22,54)))  # 拼接日期和時間
print(datetime.strptime("2020-12-25","%Y-%m-%d"))

# 結果
2020-12-25 23:24:42.481845
2020-12-25 23:24:42.482056
2020-12-25 15:24:42.482140
2023-10-15 01:00:30
1914-10-19 00:00:00
2020-12-25 11:22:54
2020-12-25 00:00:00

再看看相關物件和屬性相關：

from datetime import datetime 

d = datetime(2020,12,25,11,24,23)

print(d.date())
print(d.time())
print(d.timetz())  # 從datetime中拆分出具體時區屬性的time
print(d.replace(year=2021,month=1))  # 替換
print(d.timetuple())  # 時間元組
print(d.toordinal())  # 和date.toordinal一樣
print(d.weekday())
print(d.isoweekday())
print(d.isocalendar())
print(d.isoformat())
print(d.strftime("%Y-%m-%d :%H:%M:%S"))

# 結果
2020-12-25
11:24:23
11:24:23
2021-01-25 11:24:23
time.struct_time(tm_year=2020, tm_mon=12, tm_mday=25, tm_hour=11, tm_min=24, tm_sec=23, tm_wday=4, tm_yday=360, tm_isdst=-1)
737784
4
5
(2020, 52, 5)
2020-12-25T11:24:23
2020-12-25 :11:24:23

4.5timedelta

timedelta物件表示的是一個時間段，即兩個日期date或者日期時間datetime之間的差；支援引數：weeks、days、hours、minutes、seconds、milliseconds、microseconds

4.6tzinfo

本地時間指的是我們系統本身設定時區的時間，例如中國處於北京時間，常說的東八區UTC+8:00。datetime類有一個時區屬性tzinfo。

tzinfo是一個關於時區資訊的類，是一個抽象的基礎類別，不能直接被範例化來使用。它的預設值是None，無法區分具體是哪個時區，需要我們強制指定一個之後才能使用。

因為本身系統的時區剛好在中國處於東八區，所以上述程式碼是能夠正常執行的，結果也是OK的。那如果我們想切換到其他時區的時間，該如何操作呢？這個時候我們需要進行時區的切換。

1、我們先通過utcnow()獲取到當前的UTC時間

utc_now = datetime.utcnow().replace(tzinfo=timezone.utc)  # 指定utc時區
print(utc_now)

# 結果
2020-12-26 01:36:33.975427+00:00

2、通過astimezone()將時區指定為我們想轉換的時區，比如東八區（北京時間）：

# 通過astimezone切換到東八區

beijing = utc_now.astimezone(timezone(timedelta(hours=8)))
print(beijing)

# 結果
2020-12-26 09:36:33.975427+08:00

用同樣的方法切到東九區，東京時間：

# UTC時區切換到東九區：東京時間

tokyo = utc_now.astimezone(timezone(timedelta(hours=9)))
print(tokyo)

# 結果
2020-12-26 10:36:33.975427+09:00

還可以直接從北京時間切換到東京時間：

# 北京時間（東八區）直接切換到東京時間（東九區）

tokyo_new = beijing.astimezone(timezone(timedelta(hours=9)))
print(tokyo_new)

# 結果
2020-12-26 10:36:33.975427+09:00

5.常用時間轉化

下面介紹幾個工作中用到的時間轉化小技巧：

時間戳轉日期
日期轉時間戳
格式化時間
指定格式獲取當前時間

5.1時間戳轉成日期

時間戳轉成具體時間，我們需要兩個函數：

time.localtime：將時間戳轉成時間元組形式

time.strftime：將時間元組資料轉成我們需要的形式

import time
now_timestamp = time.time()  # 獲取當前時間的時間戳

# 時間戳先轉成時間元組，strftime在轉成指定格式
now_tuple = time.localtime(now_timestamp)
time.strftime("%Y/%m/%d %H:%M:%S", now_tuple)

# 結果
'2020/12/26 11:19:01'

假設我們指定一個具體的時間戳來進行轉換：

import time
timestamp = 1608852741  # 指定時間戳

a = time.localtime(timestamp)  # 獲得時間元組形式資料
print("時間元組資料：",a)
time.strftime("%Y/%m/%d %H:%M:%S", a)  # 格式化

# 結果
時間元組資料：time.struct_time(tm_year=2020, tm_mon=12, tm_mday=25, tm_hour=7, tm_min=32, tm_sec=21, tm_wday=4, tm_yday=360, tm_isdst=0)
'2020/12/25 07:32:21'

如果我們不想指定具體的格式，只想獲取時間戳對應的時間，直接通過time.ctime即可：

import time
time.ctime(1608852741)

# 結果
'Fri Dec 25 07:32:21 2020'

5.2日期時間轉成時間戳

日期時間轉成時間戳格式，我們需要使用兩個方法：

strptime()：將時間轉換成時間陣列

mktime()：將時間陣列轉換成時間戳

通過具體的案例來學習一下：

date = "2020-12-26 11:45:34"

# 1、時間字串轉成時間陣列形式
date_array = time.strptime(date, "%Y-%m-%d %H:%M:%S")

# 2、檢視時間陣列資料
print("時間陣列：", date_array)

# 3、mktime時間陣列轉成時間戳
time.mktime(date_array)

# 結果
時間陣列：time.struct_time(tm_year=2020, tm_mon=12, tm_mday=26, tm_hour=11, tm_min=45, tm_sec=34, tm_wday=5, tm_yday=361, tm_isdst=-1)
1608954334.0

5.3格式化時間

工作需求中有時候給定的時間格式未必是我們能夠直接使用，所以可能需要進行格式的轉換，需要使用兩個方法：