前言

在用 Python 進(jìn)行數(shù)據(jù)處理，尤其是時間序列數(shù)據(jù)的處理，經(jīng)常會涉及處理時間或日期的地方，有些看似簡單的問題，經(jīng)常會混淆，甚至被困住。

本文分享的內(nèi)容來自 Lemon 整理的《Python時間使用指南》，完整版的可以在公眾號 「檸檬數(shù)據(jù)」獲取。

首先要介紹的，是大家平時用的較多的 datetime 模塊,它屬于 Python 的內(nèi)置模塊，功能相對較全。

針對 Datetime 模塊， 《Python時間使用指南》從構(gòu)建時間對象實(shí)例、時間轉(zhuǎn)換、時間對象的運(yùn)算三個方面進(jìn)行了梳理，共涉及 13 個知識點(diǎn)，整理的大綱如下：

構(gòu)建時間對象實(shí)例

import?datetime
#?from?datetime?import?date,?datetime,time,timedelta,tzinfo
import?time

時間實(shí)例的構(gòu)造包括 日期（如 2020年10月12日），時間（如 20點(diǎn)10分01秒），或者是包含 date 和 time 的 datetime （如 2020年10月12日20點(diǎn)10分01秒），下面 Lemon 來跟大家介紹下具體的構(gòu)造過程。

日期（date）實(shí)例的構(gòu)造

date 是一個理想化的簡單型日期，屬性有 year , month , day 。

#?構(gòu)造日期?date?實(shí)例
d1?=?datetime.date(2020,10,12)
d1

datetime.date(2020, 10, 12)

#?構(gòu)造日期?date?實(shí)例
d1?=?datetime.date(2020,10,12)
print(d1)

2020-10-12

除了上面的構(gòu)造方式，在 date 實(shí)例化的時候，還可以通過 date.today() 來構(gòu)造當(dāng)天的日期。

datetime.date.today()

datetime.date(2020, 10, 14)

date 類型的日期，可以通過 .year , .month , .day 來獲取日期所屬的 年份，月份，和具體的日期號，這幾個方法在數(shù)據(jù)分析中經(jīng)常會用到。

#?獲取日期所屬的?年份，月份，和具體的日期號

print(f'日期所屬的年份為：{d1.year}')
print(f'日期所屬的月份為：{d1.month}')
print(f'日期具體的日期號為：{d1.day}')

日期所屬的年份為：2020
日期所屬的月份為：10
日期具體的日期號為：12

時間 time 實(shí)例的構(gòu)造

time 是一個獨(dú)立于任何特定日期的理想化時間，其屬性有 hour，minute， second ， microsecond 和 tzinfo 。

#?構(gòu)造時間?time?實(shí)例
t1?=?datetime.time(20,10,1)
t1

datetime.time(20, 10, 1)

#?獲取日期所屬的?年份，月份，和具體的日期號

print(f'time 所屬的小時為：{t1.hour}')
print(f'time 所屬的分鐘為：{t1.minute}')
print(f'time 所屬的秒為：{t1.second}')

time 所屬的小時為：20
time 所屬的分鐘為：10
time 所屬的秒為：1

datetime 實(shí)例的構(gòu)造

datetime 是日期和時間的結(jié)合，其屬性有 year，month，day，hour，minute， second ， microsecond 和 tzinfo 。

#?構(gòu)造時間?datetime?實(shí)例
dt1?=?datetime.datetime(2020,10,11,20,10,1)
dt1

datetime.datetime(2020, 10, 11, 20, 10, 1)

除了上面的構(gòu)造方式，在 datetime 實(shí)例化的時候，還有其他的一些方式，包括使用 datetime.now() 和 datetime.today()，以及在 date 的基礎(chǔ)上使用 combine 方法等。

dt2?=?datetime.datetime.now()
dt2

datetime.datetime(2020, 10, 14, 15, 12, 20, 303269)

dt3?=?datetime.datetime.today()
dt3

datetime.datetime(2020, 10, 14, 15, 12, 20, 308733)

dt4?=?datetime.datetime.combine(d1,t1)
dt4

datetime.datetime(2020, 10, 12, 20, 10, 1)

通過 datetime 的實(shí)例化，是我們使用時間是經(jīng)常用到的方法，在日常使用過程中，我們可能只需要具體到某天，或者只需要具體到某天的某個時間點(diǎn)，這時候，也可以通過 datetime 的一些方法來實(shí)現(xiàn)。

#?從?datetime?來獲取日期
dt4.date()

datetime.date(2020, 10, 12)

#?從?datetime?來獲取具體的時間點(diǎn)
dt4.time()

datetime.time(20, 10, 1)

同樣的 datetime 類型的時間，可以通過 .year , .month , .day 來獲取日期所屬的 年份，月份，和具體的日期號。

#?獲取日期所屬的?年份，月份，和具體的日期號

print(f'日期所屬的年份為：{dt4.year}')
print(f'日期所屬的月份為：{dt4.month}')
print(f'日期具體的日期號為：{dt4.day}')

日期所屬的年份為：2020
日期所屬的月份為：10
日期具體的日期號為：12

還有一個可能涉及到的時間是獲取某天屬于星期幾，可以通過 weekday() 和 isoweekday() 方法來實(shí)現(xiàn)。

#?從?datetime?來獲取日期是星期幾
#?使用?weekday?方法
#?數(shù)字從0開始，0代表星期一，1代表星期二，以此類推
dt4.weekday()

0

#?從?datetime?來獲取日期是星期幾
#?使用?isoweekday?方法
#?數(shù)字從1開始，1代表星期一，2代表星期二，以此類推
dt4.isoweekday()

1

datetime 還有一種方法，在這里也值得介紹下，如果 datetime 的值由于某些原因弄錯了，我們也可以通過 replace() 方法來進(jìn)行更正。這個方法在進(jìn)行數(shù)據(jù)清洗的時候會有用。

replace 方法的參數(shù)如下：

datetime.replace(year=self.year, month=self.month, day=self.day, hour=self.hour, minute=self.minute, second=self.second, microsecond=self.microsecond, tzinfo=self.tzinfo, * fold=0)

dt5?=?dt4.replace(year=2019)
dt5

datetime.datetime(2019, 10, 12, 20, 10, 1)

timedelta 對象的構(gòu)造

timedelta 對象表示兩個 date 或者 time 或者 datetime 的時間間隔。

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

所有參數(shù)都是可選的并且默認(rèn)為 0。這些參數(shù)可以是整數(shù)或者浮點(diǎn)數(shù)，也可以是正數(shù)或者負(fù)數(shù)。

只有 days, seconds 和 microseconds 會存儲在內(nèi)部。參數(shù)單位的換算規(guī)則如下：

• 1毫秒會轉(zhuǎn)換成1000微秒。

• 1分鐘會轉(zhuǎn)換成60秒。

• 1小時會轉(zhuǎn)換成3600秒。

• 1星期會轉(zhuǎn)換成7天。

delta?=?datetime.timedelta(weeks=3,
??????????????????days=10,
??????????????????hours=6,
??????????????????minutes=50,
??????????????????seconds=30,
??????????????????microseconds=1000,
??????????????????milliseconds=10000,
?????????????????)

delta

datetime.timedelta(days=31, seconds=24640, microseconds=1000)

tzinfo 介紹

datetime.tzinfo 返回 datetime 對象的時區(qū)，前提是在創(chuàng)建 datetime 對象時需傳入 tzinfo 參數(shù)，如果沒有傳入則返回值為 None 。

#?如果沒有?pytz?庫，則需要自行安裝
import?pytz

sh?=?pytz.timezone('Asia/Shanghai')
d_tz?=?datetime.datetime(2020,10,12,hour=8,tzinfo=sh)

d_tz.tzinfo

時間轉(zhuǎn)換

時間的三種存在方式：時間對象，時間字符串，時間戳。

時間對象，比如前面介紹的 date 、 datetime 、 time 對象等；時間字符串，如："2020-10-12"；時間戳，如 time.time() 返回的就是時間戳。

在數(shù)據(jù)處理過程中，經(jīng)常會遇到需要將不同形式的時間進(jìn)行轉(zhuǎn)換。這里給大家介紹下常用的方法：

時間對象轉(zhuǎn)字符串

時間對象轉(zhuǎn)換為字符串，可以通過 isoformat 或 strftime 方法來實(shí)現(xiàn)。

strftime 的英文全稱是 str format time ，根據(jù)給定的格式將時間對象轉(zhuǎn)換為字符串

#?將?date?時間對象轉(zhuǎn)換為字符串
d1?=?datetime.date(2020,10,12)
d1.isoformat()

'2020-10-12'

#?用?srtftime?來轉(zhuǎn)換
#?YYYY-MM-DD?形式
d1.strftime('%Y-%m-%d')

'2020-10-12'

#?MM?DD，YYYY?形式
d1.strftime('%b?%d，%Y')

'Oct 12，2020'

#?將?time?時間對象轉(zhuǎn)換為字符串
t1?=?datetime.time(20,10,1)
t1.strftime('%H:%M:%S')

'20:10:01'

#?將?datetime?時間對象轉(zhuǎn)換為字符串
dt2?=?datetime.datetime.now()
dt2.strftime('%Y-%m-%d?%H:%M:%S')

'2020-10-14 15:12:20'

dt2.isoformat()

'2020-10-14T15:12:20.403113'

python 中常見的時間日期格式化符號：

字符串轉(zhuǎn)時間對象

字符串轉(zhuǎn)時間對象，用的是 strptime 方法，與 strftime 方法剛好相反。

strptime 的英文全稱是 str parse time ，將字符串解析為給定相應(yīng)格式的時間對象。

s1?=?'2020-10-09'
d?=?datetime.datetime.strptime(s1,'%Y-%m-%d')
d

datetime.datetime(2020, 10, 9, 0, 0)

下面提供了 strftime 方法與 strptime 方法的比較：

需要注意的是，strftime 方法可供 date、time 和 datetime 對象使用，而 strptime 方法僅供 datetime 對象使用。

時間戳轉(zhuǎn)換為時間對象

時間戳是指格林威治時間1970年01月01日00時00分00秒(北京時間1970年01月01日08時00分00秒)起至現(xiàn)在的總秒數(shù)。

#?獲取當(dāng)前的時間戳
ts_1?=?time.time()
ts_1

1602660751.071785

#?獲取當(dāng)天00:00:00的時間戳
ts_2?=?int(time.time()/86400)*86400
ts_2

1602633600

#?獲取當(dāng)天23:59:59的時間戳
#?一天有?24*60*60?=??86400?秒
ts_3?=?int(time.time()/86400)*86400+86400-1
ts_3

1602719999

#?將時間戳轉(zhuǎn)換為時間對象
datetime.datetime.fromtimestamp(ts_1)

datetime.datetime(2020, 10, 14, 15, 32, 31, 71785)

#?將時間戳轉(zhuǎn)換為時間對象
datetime.date.fromtimestamp(ts_1)

datetime.date(2020, 10, 14)

將時間對象轉(zhuǎn)換為時間戳

鑒于，時間戳是指格林威治時間1970年01月01日00時00分00秒(北京時間1970年01月01日08時00分00秒)起至現(xiàn)在的總秒數(shù)。

因此，將時間對象轉(zhuǎn)換為時間戳?xí)r，直接計(jì)算兩個時間對象的 timedelta ，并將timedelta 以 “秒” 來表示就可以了。

dt1

datetime.datetime(2020, 10, 11, 20, 10, 1)

#?注意這里要用?北京時間
dt_s?=?datetime.datetime(1970,1,1,8)
dt_s

datetime.datetime(1970, 1, 1, 8, 0)

timedelta_1?=?dt1?-dt_s
#?返回時間間隔包含了多少秒
timedelta_s?=?timedelta_1.total_seconds()
timedelta_s

1602418201.0

這里我們來反推下，看我們將時間對象轉(zhuǎn)換為時間戳，是否正確。

#?將時間戳轉(zhuǎn)換為時間對象
datetime.datetime.fromtimestamp(timedelta_s)

datetime.datetime(2020, 10, 11, 20, 10, 1)

時間對象的運(yùn)算

獲取當(dāng)天最小時間和最大時間

#?獲取當(dāng)天最小時間
datetime.datetime.combine(datetime.date.today(),datetime.time.min)

datetime.datetime(2020, 10, 14, 0, 0)

#?獲取當(dāng)天最大時間
datetime.datetime.combine(datetime.date.today(),datetime.time.max)

datetime.datetime(2020, 10, 14, 23, 59, 59, 999999)

獲取當(dāng)前日期的前幾天/后幾天

#?獲取明天
datetime.date.today()?+?datetime.timedelta(days=1)

datetime.date(2020, 10, 15)

#?獲取明天
datetime.date.today()?-?datetime.timedelta(days=1)

datetime.date(2020, 10, 13)

獲取本周或本月第一天及最后一天

d_today?=?datetime.date.today()
d_today

datetime.date(2020, 10, 14)

#?獲取本周第一天
d_today?-?datetime.timedelta(d_today.weekday())

datetime.date(2020, 10, 12)

#?獲取本周最后一天
d_today?+?datetime.timedelta(6-d_today.weekday())

datetime.date(2020, 10, 18)

計(jì)算兩個日期相差多少天

#?timedelta?對象的計(jì)算
td1?=?dt2?-?dt1
td1

datetime.timedelta(days=2, seconds=68539, microseconds=403113)

td1.days

2

注意下，如果需要計(jì)算兩個日期之間總共相差多少秒，應(yīng)該用 total_seconds() 方法。

td1.seconds

68539

td1.total_seconds()

241339.403113

參考文檔：

• https://docs.python.org/zh-cn/3/library/datetime.html#strftime-strptime-behavior
• https://segmentfault.com/a/1190000012112097
• https://blog.csdn.net/qq_34493908/article/details/80888052
• https://zhuanlan.zhihu.com/p/96384066