前言

在程序开发中，对时间的记录和统计是最常用的功能之一，在Python中处理时间的模块则是time和datetime，今天就仔细介绍一下这两个模块的具体使用和转换方法。

 

time模块

time模块是Python中用于获取时间的最基础的模块，可以满足基本的时间获取、格式化输出等需求。

获取当前时间戳

时间戳是指格林威治时间1970年01月01日00时00分00秒(北京时间1970年01月01日08时00分00秒)起至现在的总秒数，因此无法表示1970年之前的日期，2038年以后的日期也不行。

timeStamp = time.time() # //1655623699.2784467

 

构造时间结构体

所谓时间结构体，就是time.struct_time类，可以根据时间单位传入时间的数值，得到一个用于表示时间的对象，简单的构造方式如下

timeTuple = (2020, 1, 2, 1, 51, 3, 2, 2, 0)
myTime = time.struct_time(timeTuple)

注意传入的参数需要是元组，元组内的9个元素依次分别为年、月、日、时、分、秒、一星期中的第几天、一年中的第几天、是否是夏令时，其中的夏令时使用几率很低，默认填写0就好。

另外其中的一星期中的第几天、一年中的第几天这两个参数要小心填写，因为不会进行校验。

得到时间结构体后就可以通过内置属性获取其中的某个时间单位。

print(myTime.tm_year, myTime.tm_mon, myTime.tm_mday, myTime.tm_hour, myTime.tm_min, myTime.tm_sec, myTime.tm_wday, myTime.tm_yday, myTime.tm_isdst, myTime.tm_mday)
# //2020 1 2 1 51 3 2 2 0

其中tm_mday代表了一个月中的第几天。

 

获取当前时区的时间

time.localtime()

获取当前时区的时间结构体。

可以将时间戳传入，转换成当前时区的时间结构体。

 

获取格林威治时间

time.gmtime() #1655623699.2784467

获取格林威治时区的时间结构体。

和localtime类似，同样可以将时间戳传入，得到时间戳对应的格林威治时区时间。

 

时间结构体转时间戳

time.mktime(myTime)

通过time库的mktime方法可以把时间结构体转换成时间戳。

 

时间戳的简单格式化

time.ctime(timeStamp) #//Mon Jun 20 22:22:01 2022

通过time库的ctime方法可以将时间戳简单格式化，参数为空时默认为当前时间。

 

时间结构体的简单格式化

time.asctime(myTime) #//Mon Jun 20 22:23:08 2022

通过time库的asctime方法可以将时间结构体简单格式化，参数为空时默认为当前时间。

 

时间结构体的自定义格式化

我最常用的格式化方式如下

time.strftime("%Y-%m-%d %H:%M:%S", myTime) #//2022-06-20 22:28:07

其中第一个参数为时间的展示格式，常用的参数和对应的含义如下，注意区分大小写：

• %y 两位数的年份表示（00-99）
• %Y 四位数的年份表示（0000-9999）
• %m 月份（01-12）
• %d 月内中的一天（0-31）
• %H 24小时制小时数（00-23）
• %I 12小时制小时数（01-12）
• %M 分钟数（00-59）
• %S 秒数（00-59）
• %a 本地简化星期名称，例如Mon
• %A 本地完整星期名称，例如Monday
• %b 本地简化的月份名称，例如Jan
• %B 本地完整的月份名称，例如January
• %c 本地化的日期表示和时间表示
• %j 年内的天序号（001-366）
• %p 本地A.M.或P.M.的等价符，AM、PM
• %U 一年中的星期数（00-53）星期天为星期的开始
• %w 星期（0-6），星期天为星期的开始，序号0
• %u 星期（1-7），星期一为星期的开始，序号1
• %W 一年中的星期数（00-53）星期一为星期的开始
• %c，简单格式化，例如Sun Jun 19 00:00:00 2022
• %x 本地化的日期表示，例如06/19/2022
• %X 本地化的时间表示，例如12:03:00
• %z UTC偏移量，格式为 ±HHMM[SS[.ffffff]]，例如东八区为+0800
• %Z 当前时区的名称
• %% %号本身

其中的数字都有左侧补0填充空值位。

 

格式化字符串转为时间结构体

相比起通过struct_time构造时间结构体，通过字符串生成时间结构体的方式更为常用

a = "Sat Mar 28 22:24:24 2016"
time.strptime(a,"%a %b %d %H:%M:%S %Y")

显然，strptime方法就是strftime的反向，时间格式参数也相同。

 

程序等待时间

这算是time库最常用的功能了吧，让程序等待一定的秒数，一般用于延时、等待通信结果等等。

time.sleep(5)

 

获取程序运行时长

time.process_time()

通过该方法可以很方便地获取Python程序运行时长。

 

datetime库

相比起time库，datetime库拥有着更加强大的功能，可以对时间对象进行更加复杂的处理，例如时间比较、时间相减等等，适用范围更广。

 

datetime.date类

date类代表一个理想化历法中的一天的日期，例如2000-03-23，其中的年必须为正整数，所以不支持公元前的表示。

date构建方式

myDate = datetime.date(2020, 2, 10)
print(myDate.year, myDate.month, myDate.day) #//2020 2 10

三个参数依次代表年、月、日，得到的日期对象可以通过year、month、day三个内置属性获取对应的时间单位。

两个date对象之间可以比较大小，并可以进行相减运算，得到一个时间段，也就是timedelta对象，后面会具体介绍，反过来一个date对象可以和时间段进行加减运算得到另一个date对象。

 

获取该日为星期几

print(myDate.weekday()) #//0
print(myDate.isoweekday()) #//1

其中weekday方法范围为[0, 6]，isoweekday方法范围为[1, 7]，根据需求使用即可。

 

获取今天的日期

today = datetime.date.today()

快速获取今天对应的date对象。

 

改变date对象的日期

newDate = myDate.replace(day = 23)

可以通过replace方法改变date对象的日期，得到一个新的date对象。

 

时间戳转date对象

newDate = datetime.date.fromtimestamp(time.time())

上面的写法等价于datetime.date.today()。

 

date对象转time.struct_time

myTime = myDate.timetuple()

这样date对象就可以很方便地与time库进行转换，这一方法等价于以下形式

yday = myDate.toordinal() - datetime.date(myDate.year, 1, 1).toordinal() + 1   #本年的天序号
time.struct_time((myDate.year, myDate.month, myDate.day, 0, 0, 0, myDate.weekday(), yday, -1))

其中的toordinal()方法，意思是求该天的格里高利历天序号（从公元元年1月1日算第几天），反向方法datetime.date.fromordinal(x)则是根据天序号，求该天对应的date对象。

 

date对象转格里高利历对象

date对象是由年、月、日定义的，而格里高利历对象则是由年、一年中的第几个星期、一星期中的第几天组成，用星期取代月份的定义。

date对象可以很方便地转换成格里高利历对象

glglDate = myDate.isocalendar()

但由于每年的第一天不一定是星期一，所以定义一年中第一个包含星期四的星期为第一个星期。

date(2003, 12, 29).isocalendar()
#//datetime.IsoCalendarDate(year=2004, week=1, weekday=1)
date(2004, 1, 4).isocalendar()
#//datetime.IsoCalendarDate(year=2004, week=1, weekday=7)

由于这个原因，因此格里高利历纪年方式使用并不多，只做了解即可。

 

date对象简单格式化

print(myDate.isoformat()) #//2020-02-10

可以把date对象简单格式化为ISO 8601形式，即YYYY-MM-DD，一般使用足够了。

也可以通过str(myDate)方式格式化，实际调用的也是isoformat方法。

 

简单格式字符串转date对象

newData = datetime.date.fromisoformat("2022-11-01")

显然，fromisoformat方法就是isoformat方法的反向运算。

 

date对象自定义格式化

myDate.strftime("%b %d %Y") #//Feb 10 2020

格式参数和time.strftime方法的格式参数几乎一致，只多了个毫秒参数

• %f 毫秒，例如000123

也可以通过myDate.__format__()方式调用，格式和参数一致。

如果要将格式化字符串转成date对象，可以使用datetime.datetime.strptime方法，使用方法和time.strptime方法一致。

 

datetime.time类

time类表示一天中的时间，该时间独立于任何特定日期。

 

time对象的构造方式

myTime = datetime.time(2, 20, 45, 1100)

4个参数依次代表时、分、秒、毫秒，也可以通过内置属性来获取对应的时间单位。

print(myTime.hour, myTime.minute, myTime.second, myTime.microsecond) #//2 20 45 1100

两个time对象可以比较大小，但不能进行相减运算。

通过datetime.time.min和datetime.time.max可以获取到时间的最小值（00:00:00）与最大值（23:59:59.999999）。

 

time对象替换时间

newTime = myTime.replace(hour=5)

与date对象类似，time对象也可以通过replace方法改变time对象的日期，得到一个新的time对象。

 

time对象的简单格式化

print(myTime.isoformat()) #//02:20:45.001100

与date对象类似，time对象也可以格式化为ISO 8601形式，即HH:MM:SS.mmmmmm。

也可以通过str(myTime)方式格式化，实际调用的也是isoformat方法。

 

简单格式字符串转time对象

datetime.time.fromisoformat("04:23:33")

与date对象类似，ISO 8601形式的字符串也可以转换为time对象。

 

time对象自定义格式化

myTime.strftime("%H %M %S") #//02 20 45

time对象的自定义格式化，也可以通过myTime.__format__()方式调用，格式参数和date对象完全一致，不再赘述。

 

datetime.datetime类

datetime对象是包含来自date对象和time对象的所有信息的单一对象，因此包括了date对象和time对象的内置属性和方法。

 

datetime对象的构造方式

myDatetime = datetime.datetime(2022, 6, 19, 15, 23, 32, 0)

参数依次为年、月、日、时、分、秒、毫秒，可以通过内置属性来获取对应的时间单位。

datetime对象可以比较大小，并可以进行相减运算，得到一个时间段（timedelta对象），反过来datetime对象可以和时间段进行加减运算得到一个新的datetime对象。

 

通过date对象和time对象组装datetime对象

myDatetime = datetime.datetime.combine(myDate, myTime)

 

datetime对象拆分成date对象和time对象

myDate = myDatetime.date()
myTime = myDatetime.time()

准确来说，这并不是拆分，而是新建了具有相同时间参数的对象。

 

获取当前时区的时间

datetime.datetime.today()
#或者datetime.datetime.now()

如果需要获取格林威治时间，可以使用datetime.datetime.utcnow方法。

 

时间戳转datetime对象

datetime.datetime.fromtimestamp(time.time())

和date对象的时间戳转换方法一致，如果需要转成格林威治时间，可以使用datetime.datetime.utcfromtimestamp方法。

 

datetime对象转时间戳

myTimeStamp = myDatetime.timestamp()

 

datetime对象转time.struct_time时间结构体

myTime = myDatetime.timetuple()

如果需要格林威治时间的话，可以使用myDatetime.utctimetuple方法。

借助这三个方法，就可以实现time库和datetime库之间的自由转换，方便对时间进行处理。

 

datetime对象替换时间

newDatetime = myDatetime.replace(year=2025)

与date对象和time对象的使用一致。

 

获取该日为星期几

print(myDatetime.weekday()) #//0
print(myDatetime.isoweekday()) #//1

其中weekday方法范围为[0, 6]，isoweekday方法范围为[1, 7]，与date对象的方法一致。

 

格里高利历相关方法

# 获取格里高利历日序号
print(myDatetime.toordinal()) #//738325
# 通过格里高利历日序号得到datetime对象
newDatetime = datetime.datetime.fromordinal(738325)
# datetime对象转格里高利历对象
calTime = myDatetime.isocalendar()

 

datetime对象的简单格式化

print(myDatetime.isoformat()) #//2022-06-19T02:20:45.001100

可以把date对象简单格式化为ISO 8601形式，很多数据库的时间数据都是这个格式存储的。

也可以通过str(myDatetime)方式格式化，实际调用的也是isoformat方法。

 

简单格式字符串转datetime对象

newDatetime = datetime.datetime.fromisoformat("2011-11-04T00:05:23")

以下几种形式都符合ISO 8601形式，可以正常识别。

• 2011-11-04
• 2011-11-04T00:05:23
• 2011-11-04 00:05:23.283
• 2011-11-04 00:05:23.283+00:00
• 2011-11-04T00:05:23+04:00

 

datetime对象的自定义格式化

myDatetime.strftime("%Y-%m-%d %H:%M:%S")

与date对象和time对象的自定义格式化完全一致，也可以通过myDatetime.__format__()方式调用。

 

格式化字符串转datetime对象

datetime.datetime.strptime("2022-06-19 02:20:45", "%Y-%m-%d %H:%M:%S")

和time.strptime方法一致。

 

datetime.timedelta类

timedelta类定义了一个时间范围，表示两个date或者datetime的时间间隔，用于实现时间的相减操作。

 

timedelta对象的构造方式

myTimedelta = datetime.timedelta(days=1.5, seconds=0, microseconds=0, milliseconds=0, minutes=0, hours=0, weeks=0)

所有参数都是可选的并且默认为 0。

相比于date、time、datetime对象构造时严格要求参数为正整数并且需要在规定范围内，timedelta的这些参数则可以是整数或者浮点数，甚至可以是负数。

例如当输入days=1.5时，会自动转换成days=1，hours=12。

因为这个特性，timedelta对象之间可以很方便地进行大小比较和加减乘（乘以数值）除运算，以及和date对象、datetime对象之间的加减法，并可以通过str(timedelta)获取格式化的字符串。

可以说timedelta对象是时间运算的核心。

 

计算timedelta对象的总时长

既然是时间段，当然可以计算时长，可以通过total_seconds()方法获取时间段内的秒数。

print(myTimedelta.total_seconds()) #//129600.0

 

总结

time库和datetime库算是Python中比较基础的模块了，今天把其中比较常用的功能整理了一下，也发现了很多新的使用技巧。

另外关于时区的处理，由于目前并未有相关的使用需求，就不细究了，以后有机会再补充。

 

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真正的幸福不应该是绝对没有不良的情绪，
而是经得起困难和挫折的考验。

《幸福的方法》
——泰勒·本-沙哈尔