Python之⽇期与时间处理模块（date和datetime）
本节内容
0. 前⾔
1. 相关术语的解释
2. 时间的表现形式
3. time模块
4. datetime模块
5. 时间格式码
6. 总结
前⾔
在开发⼯作中，我们经常需要⽤到⽇期与时间，如：
作为⽇志信息的内容输出
计算某个功能的执⾏时间
⽤⽇期命名⼀个⽇志⽂件的名称
记录或展⽰某⽂章的发布或修改时间
其他
Python中提供了多个⽤于对⽇期和时间进⾏操作的内置模块：time模块、datetime模块和calendar模块。其中time模块是通过调⽤C库实现的，所以有些⽅法在某些平台上可能⽆法调⽤，但是其提供的⼤部分接⼝与C标准库time.h基本⼀致。time模块相⽐，datetime模块提供的接⼝更直观、易⽤，功能也更加强⼤。
⼀、相关术语的解释
UTC time Coordinated Universal Time，世界协调时，⼜称格林尼治天⽂时间、世界标准时间。与UTC time对应的是各个时区的local time，东N区的时间⽐UTC时间早N 个⼩时，因此UTC time + N⼩时即为东N区的本地时间；⽽西N区时间⽐UTC时间晚N个⼩时，即 UTC time - N⼩时即为西N区的本地时间；中国在东8区，因此⽐UTC时间早8⼩时，可以以UTC+8进⾏表⽰。
epoch time表⽰时间开始的起点；它是⼀个特定的时间，不同平台上这个时间点的值不太相同，对于Unix⽽⾔，epoch time为 1970-01-01 00:00:00 UTC。
timestamp（时间戳）也称为Unix时间或 POSIX时间；它是⼀种时间表⽰⽅式，表⽰从格林尼治时间1970年1⽉1⽇0时0分0秒开始到现在所经过的毫秒数，其值为float类型。但是有些编程语⾔的相关⽅法返回的是秒数（Python就是这样），这个需要看⽅法的⽂档说明。需要说明的是时间戳是个差值，其值与时区⽆关。
⼆、时间的表现形式
常见的时间表⽰形式为：
时间戳
格式化的时间字符串
Python中还有其它的时间表⽰形式：
time模块的time.struct_time
datetime模块的datetime类
关于datetime模块的datetime类会在下⾯做详细讲解，这⾥简单说下time.struct_time。
time.struct_time包含如下属性：
下标/索引属性名称描述
0tm_year年份，如 2017
1tm_mon⽉份，取值范围为[1, 12]
2tm_mday⼀个⽉中的第⼏天，取值范围为[1-31]
3tm_hour⼩时，取值范围为[0-23]
4tm_min分钟，取值范围为[0, 59]
5tm_sec秒，取值范围为[0, 61]
6tm_wday⼀个星期中的第⼏天，取值范围为[0-6]，0表⽰星期⼀
7tm_yday⼀年中的第⼏天，取值范围为[1, 366]
8tm_isdst是否为夏令时，可取值为：0 , 1 或 -1
属性值的获取⽅式有两种：
可以把它当做⼀种特殊的有序不可变序列通过下标/索引获取各个元素的值，如t[0]
也可以通过.属性名的⽅式来获取各个元素的值，如t.tm_year。
需要说明的是struct_time实例的各个属性都是只读的，不可修改。
三、 time模块
time模块主要⽤于时间访问和转换，这个模块提供了各种与时间相关的函数。
1. 函数列表
⽅法/属性描述
time.altzone返回与utc时间的时间差，以秒为单位（西区该值为正，东区该值为负）。其表⽰的是本地DST 时区的偏移量，只有daylight⾮0时才使⽤。time.clock()返回当前进程所消耗的处理器运⾏时间秒数（不包括sleep时间），值为⼩数；该⽅法Python3.3改成了time.process_time()
time.asctime([t])将⼀个tuple或struct_time形式的时间（可以通过gmtime()和localtime()⽅法获取）转换为⼀个24个字符的时间字符串，格式为: "Fri Aug 19 11:14:16 2016"。如果参数t未提供，则取localtime()的返回值作为参数。
time.time()返回时间戳（⾃1970-1-1 0:00:00 ⾄今所经历的秒数）
time.localtime([secs])返回以指定时间戳对应的本地时间的 struct_time对象（可以通过下标，也可以通过 .属性名的⽅式来引⽤内部属性）格式
time.localtime(time.time() +
n*3600)返回n个⼩时后本地时间的 struct_time对象格式（可以⽤来实现类似crontab的功能）
time.strptime(time_str,
time_format_str)将时间字符串转换为struct_time时间对象，如：time.strptime('2017-01-13 17:07', '%Y-%m-%d %H:%M')
time.mktime(struct_time_instance)将struct_time对象实例转换成时间戳
⽅法/属性描述
time.strftime(time_format_str[,
struct_time_instance])将struct_time对象实例转换成字符串，如果struct_time_instance不指定则取当前本地时间对应的time_struct对象
2. 练习
获取时间戳格式的时间
>>> time.time()
1486188022.862
获取struct_time格式的时间
>>> time.localtime()
time.struct_time(tm_year=2017, tm_mon=2, tm_mday=4, tm_hour=14, tm_min=2, tm_sec=34, tm_wday=5, tm_yday=35, tm_isdst=0)
>>> ime()
time.struct_time(tm_year=2017, tm_mon=2, tm_mday=4, tm_hour=6, tm_min=2, tm_sec=56, tm_wday=5, tm_yday=35, tm_isdst=0)
获取字符串格式的时间
>>> ime()
'Sat Feb 04 14:06:42 2017'
>>> time.asctime()
'Sat Feb 04 14:06:47 2017'
>>> time.strftime('%Y-%m-%d')
'2017-02-04'
时间戳格式转struct_time格式时间
>>> t1 = time.time()
>>> print(t1)
1486188476.9
>>> t2 = time.localtime(t1)
>>> print(t2)
time.struct_time(tm_year=2017, tm_mon=2, tm_mday=4, tm_hour=14, tm_min=7, tm_sec=56, tm_wday=5, tm_yday=35, tm_isdst=0)
>>> t3 = ime(t1)
>>> print(t3)
time.struct_time(tm_year=2017, tm_mon=2, tm_mday=4, tm_hour=6, tm_min=7, tm_sec=56, tm_wday=5, tm_yday=35, tm_isdst=0)
>>>
字符串格式转struct_time格式时间
>>> time.strptime('Sat Feb 04 14:06:42 2017')
time.struct_time(tm_year=2017, tm_mon=2, tm_mday=4, tm_hour=14, tm_min=6, tm_sec=42, tm_wday=5, tm_yday=35, tm_isdst=-1)
>>> time.strptime('Sat Feb 04 14:06:42 2017', '%a %b %d %H:%M:%S %Y')
time.struct_time(tm_year=2017, tm_mon=2, tm_mday=4, tm_hour=14, tm_min=6, tm_sec=42, tm_wday=5, tm_yday=35, tm_isdst=-1)
>>> time.strptime('2017-02-04 14:12', '%Y-%m-%d %H:%M')
time.struct_time(tm_year=2017, tm_mon=2, tm_mday=4, tm_hour=14, tm_min=12, tm_sec=0, tm_wday=5, tm_yday=35, tm_isdst=-1)
>>> time.strptime('2017/02/04 14:12', '%Y/%m/%d %H:%M')
time.struct_time(tm_year=2017, tm_mon=2, tm_mday=4, tm_hour=14, tm_min=12, tm_sec=0, tm_wday=5, tm_yday=35, tm_isdst=-1)
>>> time.strptime('201702041412', '%Y%m%d%H%M')
time.struct_time(tm_year=2017, tm_mon=2, tm_mday=4, tm_hour=14, tm_min=12, tm_sec=0, tm_wday=5, tm_yday=35, tm_isdst=-1)
struct_time格式转字符串格式时间
>>> time.strftime('%Y-%m-%d %H:%M', time.localtime())
'2017-02-04 14:19'
struct_time格式转时间戳格式时间
>>> time.mktime(time.localtime())
1486189282.0
3. 时间格式转换
时间戳格式的时间与字符串格式的时间虽然可以通过ctime([secs])⽅法进⾏转换，但是字符串格式不太适应中国国情。因此，整体⽽⾔，它们不能直接进⾏转换，需要通过struct_time作为中介，转换关系如下：
说明：上⾯的 '%H:%M:%S' 可以直接⽤ '%X' 代替。
四、 datetime模块
datetime模块提供了处理⽇期和时间的类，既有简单的⽅式，⼜有复杂的⽅式。它虽然⽀持⽇期和时间算法，但其实现的重点是为输出格式化和操作提供⾼效的属性提取功能。
1. datetime模块中定义的类
datetime模块定义了以下⼏个类：
类名称描述
datetime.date表⽰⽇期，常⽤的属性有：year, month和day
datetime.time表⽰时间，常⽤属性有：hour, minute, second, microsecond
datetime.datetime表⽰⽇期时间
datetime.timedelta表⽰两个date、time、datetime实例之间的时间间隔，分辨率（最⼩单位）可达到微秒
datetime.timezone Python 3.2中新增的功能，实现tzinfo抽象基类的类，表⽰与UTC的固定偏移量
需要说明的是：这些类的对象都是不可变的。
类之间的关系：
object
date
datetime
time
timedelta
tzinfo
timezone
2. datetime模块中定义的常量
常量名称描述
datetime.MINYEAR datetime.date或datetime.datetime对象所允许的年份的最⼩值，值为1
datetime.MAXYEAR datetime.date或datetime.datetime对象所允许的年份的最⼤值，只为9999
3. datetime.date类
datetime.date类的定义
class datetime.date(year, month, day)
year, month 和 day都是是必须参数，各参数的取值范围为：
参数名称取值范围
year[MINYEAR, MAXYEAR]
month[1, 12]
day[1, 指定年份的⽉份中的天数]
类⽅法和属性
类⽅法/属性名称描述
date.max date对象所能表⽰的最⼤⽇期：9999-12-31
date.min date对象所能表⽰的最⼩⽇志：00001-01-01
date.fromtimestamp(timestamp)根据跟定的时间戳，返回⼀个date对象
对象⽅法和属性
对象⽅法/属性名称描述
d.day⽇
d.timetuple()返回⽇期对应的tim
e.struct_time对象
d.weekday()返回⽇期是星期⼏，[0, 6]，0表⽰星期⼀
d.isoweekday()返回⽇期是星期⼏，[1, 7], 1表⽰星期⼀
d.isocalendar()返回⼀个元组，格式为：(year, weekday, isoweekday)
d.isoformat()返回‘YYYY-MM-DD’格式的⽇期字符串
d.strftime(format)返回指定格式的⽇期字符串，与time模块的strftime(format, struct_time)功能相同
实例
>>> import time
>>> from datetime import date
>>>
>>> date.max
datetime.date(9999, 12, 31)
>>> date.min
datetime.date(1, 1, 1)
>>> solution
datetime.timedelta(1)
>>> day()
datetime.date(2017, 2, 4)
>>> date.fromtimestamp(time.time())
datetime.date(2017, 2, 4)
>>>
>>> d = day()
>>> d.year
2017
>>> d.month
2
>>> d.day
4
>>> d.replace(2016)
datetime.date(2016, 2, 4)
>>> d.replace(2016, 3)
>>> d.replace(2016, 3, 2)
datetime.date(2016, 3, 2)
>>> d.timetuple()
time.struct_time(tm_year=2017, tm_mon=2, tm_mday=4, tm_hour=0, tm_min=0, tm_sec=0, tm_wday=5, tm_yday=35, tm_isdst=-1)
>>> d.toordinal()
736364
>>> d.weekday()
5
>>> d.isoweekday()
6
>>> d.isocalendar()
(2017, 5, 6)
>>> d.isoformat()
'2017-02-04'
>>> d.ctime()
'Sat Feb 4 00:00:00 2017'
>>> d.strftime('%Y/%m/%d')
'2017/02/04'
4. datetime.time类
unix时间戳转换日期格式
time类的定义
class datetime.time(hour, [minute[, second, [microsecond[, tzinfo]]]])
hour为必须参数，其他为可选参数。各参数的取值范围为：：
参数名称取值范围
hour[0, 23]
minute[0, 59]
second[0, 59]
microsecond[0, 1000000]
tzinfo tzinfo的⼦类对象，如timezone类的实例
类⽅法和属性
类⽅法/属性名称描述
time.max time类所能表⽰的最⼤时间：time(23, 59, 59, 999999)
time.min time类所能表⽰的最⼩时间：time(0, 0, 0, 0)
对象⽅法和属性
对象⽅法/属性名称描述
t.hour时
t.minute分
t.second秒
t.microsecond微秒
t.isoformat()返回⼀个‘HH:MM:SS.%f’格式的时间字符串
t.strftime()返回指定格式的时间字符串，与time模块的strftime(format, struct_time)功能相同实例
>>> from datetime import time
>>>
>>> time.max
datetime.time(23, 59, 59, 999999)
>>> time.min
datetime.time(0, 0)
>>> solution
datetime.timedelta(0, 0, 1)
>>>
>>> t = time(20, 5, 40, 8888)
>>> t.hour
20
>>> t.minute
5
>>> t.second
40
>>> t.microsecond
8888
>>> t.tzinfo
>>>
>>> t.replace(21)
datetime.time(21, 5, 40, 8888)
>>> t.isoformat()
'20:05:40.008888'
>>> t.strftime('%H%M%S')
'200540'
>>> t.strftime('%H%M%S.%f')
'200540.008888'
5. datetime.datetime类
datetime类的定义
class datetime.datetime(year, month, day, hour=0, minute=0, second=0, microsecond=0, tzinfo=None)
year, month 和 day是必须要传递的参数， tzinfo可以是None或tzinfo⼦类的实例。
各参数的取值范围为：
参数名称取值范围
year[MINYEAR, MAXYEAR]
month[1, 12]
day[1, 指定年份的⽉份中的天数]
hour[0, 23]
minute[0, 59]
second[0, 59]
microsecond[0, 1000000]
tzinfo tzinfo的⼦类对象，如timezone类的实例
如果⼀个参数超出了这些范围，会引起ValueError异常。
类⽅法和属性
类⽅法/属性名称描述
datetime.utcnow()返回当前utc⽇期时间的datetime对象
datetime.fromtimestamp(timestamp[, tz])根据指定的时间戳创建⼀个datetime对象
datetime.utcfromtimestamp(timestamp)根据指定的时间戳创建⼀个datetime对象
datetimebine(date, time)把指定的date和time对象整合成⼀个datetime对象
datetime.strptime(date_str, format)将时间字符串转换为datetime对象
对象⽅法和属性
对象⽅法/属性名称描述
dt.hour, dt.minute, dt.second时、分、秒
dt.microsecond, dt.tzinfo微秒、时区信息
dt.date()获取datetime对象对应的date对象
dt.time()获取datetime对象对应的time对象， tzinfo 为None
dt.timetz()获取datetime对象对应的time对象，tzinfo与datetime对象的tzinfo相同
microsecond[, tzinfo]]]]]]]])⽣成并返回⼀个新的datetime对象，如果所有参数都没有指定，则返回⼀个与原datetime对象相同的对象dt.timetuple()返回datetime对象对应的tuple（不包括tzinfo）
dt.utctimetuple()返回datetime对象对应的utc时间的tuple（不包括tzinfo）
dt.timestamp()返回datetime对象对应的时间戳，返回值是⼀个类似time.time()返回的浮点型值。需要注释的是，该⽅法是
Python 3.3才新增的
dt.weekday()同date对象
dt.isocalendar()同date对象
dt.isoformat([sep])返回⼀个‘%Y-%m-%d%H:%M:%S.%f’格式的字符串
dt.strftime(format)返回指定格式的时间字符串
实例
>>> from datetime import datetime, timezone
>>>
>>> day()
datetime.datetime(2017, 2, 4, 20, 44, 40, 556318)
>>> w()
datetime.datetime(2017, 2, 4, 20, 44, 56, 572615)
>>> w(timezone.utc)
datetime.datetime(2017, 2, 4, 12, 45, 22, 881694, tzinfo=datetime.timezone.utc)
>>> datetime.utcnow()
datetime.datetime(2017, 2, 4, 12, 45, 52, 812508)
>>> import time
>>> datetime.fromtimestamp(time.time())
datetime.datetime(2017, 2, 4, 20, 46, 41, 97578)
>>> datetime.utcfromtimestamp(time.time())
datetime.datetime(2017, 2, 4, 12, 46, 56, 989413)
>>> datetimebine(date(2017, 2, 4), t)
datetime.datetime(2017, 2, 4, 20, 5, 40, 8888)
>>> datetime.strptime('2017/02/04 20:49', '%Y/%m/%d %H:%M')
datetime.datetime(2017, 2, 4, 20, 49)
>>> dt = w()
>>> dt
datetime.datetime(2017, 2, 4, 20, 57, 0, 621378)
>>> dt.year
2017
>>> dt.month
2
>>> dt.day
4
>>> dt.hour
20
>>> dt.minute
57
>>> dt.second
>>> dt.microsecond
621378
>>> dt.tzinfo
>>> dt.timestamp()
1486213020.621378
>>> dt.date()
datetime.date(2017, 2, 4)
>>> dt.time()
datetime.time(20, 57, 0, 621378)
>>> dt.timetz()
datetime.time(20, 57, 0, 621378)
>>> dt.replace()
datetime.datetime(2017, 2, 4, 20, 57, 0, 621378)
>>> dt.replace(2016)
datetime.datetime(2016, 2, 4, 20, 57, 0, 621378)
>>> dt.timetuple()
time.struct_time(tm_year=2017, tm_mon=2, tm_mday=4, tm_hour=20, tm_min=57, tm_sec=0, tm_wday=5, tm_yday=35, tm_isdst=-1)
>>> dt.utctimetuple()
time.struct_time(tm_year=2017, tm_mon=2, tm_mday=4, tm_hour=20, tm_min=57, tm_sec=0, tm_wday=5, tm_yday=35, tm_isdst=0)
>>> dt.toordinal()
736364
>>> dt.weekday()
5
>>> dt.isocalendar()
(2017, 5, 6)
>>> dt.isoformat()
'2017-02-04T20:57:00.621378'
>>> dt.isoformat(sep='/')
'2017-02-04/20:57:00.621378'
>>> dt.isoformat(sep=' ')
'2017-02-04 20:57:00.621378'
>>> dt.ctime()
'Sat Feb 4 20:57:00 2017'
>>> dt.strftime('%Y%m%d %H:%M:%S.%f')
'20170204 20:57:00.621378'
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