datetime · 廖雪峰 JavaScript Python Git 教程

# datetime datetime是Python處理日期和時間的標準庫。 ## 獲取當前日期和時間我們先看如何獲取當前日期和時間： ``` >>> from datetime import datetime >>> now = datetime.now() # 獲取當前datetime >>> print(now) 2015-05-18 16:28:07.198690 >>> print(type(now)) <class 'datetime.datetime'> ``` 注意到`datetime`是模塊，`datetime`模塊還包含一個`datetime`類，通過`from datetime import datetime`導入的才是`datetime`這個類。如果僅導入`import datetime`，則必須引用全名`datetime.datetime`。 `datetime.now()`返回當前日期和時間，其類型是`datetime`。 ## 獲取指定日期和時間要指定某個日期和時間，我們直接用參數構造一個`datetime`： ``` >>> from datetime import datetime >>> dt = datetime(2015, 4, 19, 12, 20) # 用指定日期時間創建datetime >>> print(dt) 2015-04-19 12:20:00 ``` ## datetime轉換為timestamp 在計算機中，時間實際上是用數字表示的。我們把1970年1月1日 00:00:00 UTC+00:00時區的時刻稱為epoch time，記為`0`（1970年以前的時間timestamp為負數），當前時間就是相對于epoch time的秒數，稱為timestamp。你可以認為： ``` timestamp = 0 = 1970-1-1 00:00:00 UTC+0:00 ``` 對應的北京時間是： ``` timestamp = 0 = 1970-1-1 08:00:00 UTC+8:00 ``` 可見timestamp的值與時區毫無關系，因為timestamp一旦確定，其UTC時間就確定了，轉換到任意時區的時間也是完全確定的，這就是為什么計算機存儲的當前時間是以timestamp表示的，因為全球各地的計算機在任意時刻的timestamp都是完全相同的（假定時間已校準）。把一個`datetime`類型轉換為timestamp只需要簡單調用`timestamp()`方法： ``` >>> from datetime import datetime >>> dt = datetime(2015, 4, 19, 12, 20) # 用指定日期時間創建datetime >>> dt.timestamp() # 把timestamp轉換為datetime 1429417200.0 ``` 注意Python的timestamp是一個浮點數。如果有小數位，小數位表示毫秒數。某些編程語言（如Java和JavaScript）的timestamp使用整數表示毫秒數，這種情況下只需要把timestamp除以1000就得到Python的浮點表示方法。 ## timestamp轉換為datetime 要把timestamp轉換為`datetime`，使用`datetime`提供的`fromtimestamp()`方法： ``` >>> from datetime import datetime >>> t = 1429417200.0 >>> print(datetime.fromtimestamp(t)) 2015-04-19 12:20:00 ``` 注意到timestamp是一個浮點數，它沒有時區的概念，而datetime是有時區的。上述轉換是在timestamp和本地時間做轉換。本地時間是指當前操作系統設定的時區。例如北京時區是東8區，則本地時間： ``` 2015-04-19 12:20:00 ``` 實際上就是UTC+8:00時區的時間： ``` 2015-04-19 12:20:00 UTC+8:00 ``` 而此刻的格林威治標準時間與北京時間差了8小時，也就是UTC+0:00時區的時間應該是： ``` 2015-04-19 04:20:00 UTC+0:00 ``` timestamp也可以直接被轉換到UTC標準時區的時間： ``` >>> from datetime import datetime >>> t = 1429417200.0 >>> print(datetime.fromtimestamp(t)) # 本地時間 2015-04-19 12:20:00 >>> print(datetime.utcfromtimestamp(t)) # UTC時間 2015-04-19 04:20:00 ``` ## str轉換為datetime 很多時候，用戶輸入的日期和時間是字符串，要處理日期和時間，首先必須把str轉換為datetime。轉換方法是通過`datetime.strptime()`實現，需要一個日期和時間的格式化字符串： ``` >>> from datetime import datetime >>> cday = datetime.strptime('2015-6-1 18:19:59', '%Y-%m-%d %H:%M:%S') >>> print(cday) 2015-06-01 18:19:59 ``` 字符串`'%Y-%m-%d %H:%M:%S'`規定了日期和時間部分的格式。詳細的說明請參考[Python文檔](https://docs.python.org/3/library/datetime.html#strftime-strptime-behavior)。注意轉換后的datetime是沒有時區信息的。 ## datetime轉換為str 如果已經有了datetime對象，要把它格式化為字符串顯示給用戶，就需要轉換為str，轉換方法是通過`strftime()`實現的，同樣需要一個日期和時間的格式化字符串： ``` >>> from datetime import datetime >>> now = datetime.now() >>> print(now.strftime('%a, %b %d %H:%M')) Mon, May 05 16:28 ``` ## datetime加減對日期和時間進行加減實際上就是把datetime往后或往前計算，得到新的datetime。加減可以直接用`+`和`-`運算符，不過需要導入`timedelta`這個類： ``` >>> from datetime import datetime, timedelta >>> now = datetime.now() >>> now datetime.datetime(2015, 5, 18, 16, 57, 3, 540997) >>> now + timedelta(hours=10) datetime.datetime(2015, 5, 19, 2, 57, 3, 540997) >>> now - timedelta(days=1) datetime.datetime(2015, 5, 17, 16, 57, 3, 540997) >>> now + timedelta(days=2, hours=12) datetime.datetime(2015, 5, 21, 4, 57, 3, 540997) ``` 可見，使用`timedelta`你可以很容易地算出前幾天和后幾天的時刻。 ## 本地時間轉換為UTC時間本地時間是指系統設定時區的時間，例如北京時間是UTC+8:00時區的時間，而UTC時間指UTC+0:00時區的時間。一個`datetime`類型有一個時區屬性`tzinfo`，但是默認為`None`，所以無法區分這個`datetime`到底是哪個時區，除非強行給`datetime`設置一個時區： ``` >>> from datetime import datetime, timedelta, timezone >>> tz_utc_8 = timezone(timedelta(hours=8)) # 創建時區UTC+8:00 >>> now = datetime.now() >>> now datetime.datetime(2015, 5, 18, 17, 2, 10, 871012) >>> dt = now.replace(tzinfo=tz_utc_8) # 強制設置為UTC+8:00 >>> dt datetime.datetime(2015, 5, 18, 17, 2, 10, 871012, tzinfo=datetime.timezone(datetime.timedelta(0, 28800))) ``` 如果系統時區恰好是UTC+8:00，那么上述代碼就是正確的，否則，不能強制設置為UTC+8:00時區。 ## 時區轉換我們可以先通過`utcnow()`拿到當前的UTC時間，再轉換為任意時區的時間： ``` # 拿到UTC時間，并強制設置時區為UTC+0:00: >>> utc_dt = datetime.utcnow().replace(tzinfo=timezone.utc) >>> print(utc_dt) 2015-05-18 09:05:12.377316+00:00 # astimezone()將轉換時區為北京時間: >>> bj_dt = utc_dt.astimezone(timezone(timedelta(hours=8))) >>> print(bj_dt) 2015-05-18 17:05:12.377316+08:00 # astimezone()將轉換時區為東京時間: >>> tokyo_dt = utc_dt.astimezone(timezone(timedelta(hours=9))) >>> print(tokyo_dt) 2015-05-18 18:05:12.377316+09:00 # astimezone()將bj_dt轉換時區為東京時間: >>> tokyo_dt2 = bj_dt.astimezone(timezone(timedelta(hours=9))) >>> print(tokyo_dt2) 2015-05-18 18:05:12.377316+09:00 ``` 時區轉換的關鍵在于，拿到一個`datetime`時，要獲知其正確的時區，然后強制設置時區，作為基準時間。利用帶時區的`datetime`，通過`astimezone()`方法，可以轉換到任意時區。注：不是必須從UTC+0:00時區轉換到其他時區，任何帶時區的`datetime`都可以正確轉換，例如上述`bj_dt`到`tokyo_dt`的轉換。 ## 小結 `datetime`表示的時間需要時區信息才能確定一個特定的時間，否則只能視為本地時間。如果要存儲`datetime`，最佳方法是將其轉換為timestamp再存儲，因為timestamp的值與時區完全無關。 ## 練習假設你獲取了用戶輸入的日期和時間如`2015-1-21 9:01:30`，以及一個時區信息如`UTC+5:00`，均是`str`，請編寫一個函數將其轉換為timestamp： ``` # -*- coding:utf-8 -*- import re from datetime import datetime, timezone, timedelta def to_timestamp(dt_str, tz_str): pass # 測試: t1 = to_timestamp('2015-6-1 08:10:30', 'UTC+7:00') assert t1 == 1433121030.0, t1 t2 = to_timestamp('2015-5-31 16:10:30', 'UTC-09:00') assert t2 == 1433121030.0, t2 print('Pass') ``` ## 參考源碼 [use_datetime.py](https://github.com/michaelliao/learn-python3/blob/master/samples/commonlib/use_datetime.py)