python之time与datetime模块

引入

什么是time与datetime模块

• 处理python中与时间有关的标准库模块

补充说明： Python 时间处理模块还有 calendar 模块

UTC 和 DST

• UTC（Coordinated Universal Time，世界协调时）格林威治天文时间，世界标准时间, 在中国 : UTC+8
• DST（Daylight Saving Time）夏令时

import time
print(time.localtime()) #本地时区的struct_time
print(time.gmtime())    #UTC时区的struct_time

一、time模块

python中时间的三种表达方式

时间戳（timestamp）

• 通常来说，时间戳表示的是从1970年1月1日00:00:00开始到现在经过的秒数,主要应用于时间间隔的计算
• 返回时间戳的方式主要有time( )，clock( )等, 运行print(type(time.time())), 返回的是float类型

import time
print(time.time()) # 1608514272.7769537
print(type(time.time())) # <class 'float'>

格式化时间字符串(Format String)

• 主要用于展示时间。例如：2020-12-21 09:38:45
• 表示形式：%Y-%m-%d %H:%M:%S: 对应的是年,月,日,时,分,秒.(%X等同于%H:%M:%S的表现形式,%p: 对应的是上午AM )

示例：

import time
print(time.strftime('%Y-%m-%d %X'))  #2020-12-21 09:38:45
print(time.strftime('%Y-%m-%d %H:%M:%S')) #2020-12-21 09:38:45
print(time.strftime('%Y-%m-%d %X %p')) #2020-12-21 09:38:45 AM

格式化字符串的时间格式中字符对应关系

%y 两位数的年份表示（00-99）
%Y 四位数的年份表示（000-9999）
%m 月份（01-12）
%d 月内中的一天（0-31）
%H 24小时制小时数（0-23）
%I 12小时制小时数（01-12）
%M 分钟数（00=59）
%S 秒（00-59）
%a 本地简化星期名称  
%A 本地完整星期名称
%b 本地简化的月份名称
%B 本地完整的月份名称
%c 本地相应的日期表示和时间表示
%j 年内的一天（001-366）
%p 本地A.M.或P.M.的等价符
%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
%W 一年中的星期数（00-53）星期一为星期的开始
%x 本地相应的日期表示
%X 本地相应的时间表示
%Z 当前时区的名称  # 乱码
%% %号本身

结构化时间(struct_time)元组

• 获取当前时间的某一部分
• struct_time元组共有9个元素共九个元素: (年，月，日，时，分，秒，一年中第几周，一年中第几天，夏令时)
• 结构化的时间格式分为两种: 一种是世界时间，一种是本地时间。两者之间唯一不同的就是小时。
• 返回 struct_time 的函数主要有 : localtime( ), gmtime( ), strptime( )

# 本地时区的struct_time： localtime()
import time
res = time.localtime()
print(res) # time.struct_time(tm_year=2020, tm_mon=12, tm_mday=21, tm_hour=10, tm_min=0, tm_sec=44, tm_wday=0, tm_yday=356, tm_isdst=0)
print(res.tm_mday) # 21
print(res.tm_wday) # 0
print(res.tm_yday) # 356
print(type(time.localtime()))  # <class 'time.struct_time'>
print(time.localtime()[3])     # 10


# 世界时间UTC时区的struct_time(了解) : gmtime()
import time
res = time.gmtime()
print(res)  # time.struct_time(tm_year=2020, tm_mon=12, tm_mday=21, tm_hour=2, tm_min=5, tm_sec=30, tm_wday=0, tm_yday=356, tm_isdst=0)

print(type(time.gmtime()))     # <class 'time.struct_time'>
print(time.gmtime()[0])        # 2020

元组 (struct_time) 九个元素的含义 :

三种时间格式之间的转换(掌握)

转换图

• 计算机能认识的时间只能是 “时间戳” 格式
• 而人类能看懂的时间是 “格式化的时间字符串” 和 “结构化的时间”, 于是就有了转换关系

格式转换操作 (需要掌握的操作)

• 时间格式的转换是基于结构化的时间为基础的。结构化的时间相当于是中间的中转站。
• 结构化时间与时间戳之间的转化
  • time.mktime([结构化时间]) : “struct_time” 转换 “timestamp”
  • time.localtime([时间戳]) : “timestamp” 转换 “struct_time” 本地时区
  • time.gmtime([时间戳]) : “timestamp” 转换 “struct_time” UTC时区
  • time.gmtime([time.time()])

import time

# "struct_time" 转换 "timestamp"
print(time.mktime(time.localtime()))   # 1608519497.0
print(time.mktime(time.gmtime()))      # 1608490697.0

#"timestamp" 转换 "struct_time"
print(time.localtime(456465.4685))  # 返回的是"struct_time"本地时区元组
print(time.localtime(time.time()))  # 里面不填时间戳默认就是当前时间戳"time.time()"

print(time.gmtime(456465.4685))     # 返回的是"struct_time"UTC时区元组
print(time.gmtime(time.time()))

• 结构化时间与格式化字符串时间之间的转换

  • time.strftime([时间格式],[结构化时间]) : “struct_time” 转换 “format time”

  • time.strptime([格式化的字符串时间],[时间格式]) : “format time” 转换 “struct_time”

    import time
    
    # "struct_time" 转换 "format time"
    print(time.strftime("%Y/%m/%d %X %p"))        # 2020/12/21 11:00:19 AM(%X 代表时分秒)
    print(time.strftime("%Y-%m-%d %H:%M:%S %p"))  # 2020-12-21 11:00:19 AM AM
    
    res = time.strftime("%Y-%m-%d %H:%M:%S %p",time.localtime())
    print(res)  # 2020-12-21 11:00:19 AM (第二个参数填写的是"结构化时间", 默认就是当前时间的结构化时间)
    res2 = time.strftime("%Y-%m-%d %H:%M:%S %p",time.gmtime(16545.5163))
    print(res2) # 1970-01-01 04:35:45 AM
    
    # "format time" 转换 "struct_time"
    print(time.strptime('2020-12-18 10:58:22 AM','%Y-%m-%d %H:%M:%S %p'))
    # 第一个参数是格式化字符串时间,第二个参数是对应的格式,必须一一对应,不然报错, 得到的是struct_time元组
    '''
    time.struct_time(tm_year=2020, tm_mon=12, tm_mday=18, tm_hour=10, tm_min=58, tm_sec=22, tm_wday=4, tm_yday=353, tm_isdst=-1)
    '''
    print(time.strptime('1970-01-01 04:35:45 AM','%Y-%m-%d %H:%M:%S %p'))
    '''
    time.struct_time(tm_year=1970, tm_mon=1, tm_mday=1, tm_hour=4, tm_min=35, tm_sec=45, tm_wday=3, tm_yday=1, tm_isdst=-1)
    '''
    

• 我们需要掌握的就是格式化的字符串时间与时间戳之间的转换

  import time
  
  # "format time" 与 "timestamp" 转换
  res = '2020-12-21 11:01:47 AM'        # 当前时间字符串
  struct_time = time.strptime(res,'%Y-%m-%d %H:%M:%S %p')  # 先转成格式化字符, 格式必须一一对应
  timestamp = time.mktime(struct_time)  # 再转成时间戳
  print(timestamp)  # 1608519707.0
  
  # 时间加减, 以当前时间戳为起始来计算
  res2 = timestamp + 24*3600  # 一天之后时间戳
  print(res2)  # 1608606107.0
  res3 = timestamp - 24*3600  # 一天之前时间戳
  print(res3)  # 1608433307.0
  
  # 将加减之后的"时间戳"转换成"format time"
  struct_time = time.localtime(res2)  # 先转换成格式化时间
  format_time = time.strftime("%Y-%m-%d %X %p",struct_time)  # 再转换成格式化时间字符串
  print(format_time)  # 2020-12-22 11:01:47 AM (一天之后的时间)
  
  struct_time = time.localtime(res3)
  format_time = time.strftime("%Y-%m-%d %X %p",struct_time)
  print(format_time)  # 2020-12-20 11:01:47 AM (一天之前的时间)
  
  

time模块其他常用方法

time.sleep(n)

• 推迟指定的时间 (单位秒) 之后继续运行, 我们通常戏称睡多少秒之后
• **一般做爬虫的时候需要有用。**这个时候不是效率越来越高越好，效率越来越高，把别人的网站会干死。还有就是破解账号与密码的时候如果你是机器输入账号密码非常快。这么快，所以要time.sleep模仿人正常输入密码的那种事情，因为它会监测任正快速密码，还有一定的时间间隔，不可能一下就完成。

import time
time.sleep(3) 

另外一种:结构化时间与时间戳转换成格式化字符串时间形式(了解)

1.asctime( )

• 把一个表示时间的元组或者 struct_time 表示为: “Sun Jun 20 23:21:05 1993” 这种形式
• 如果没有参数传入, 则默认传入 time.localtime()

import time

print(time.asctime())  # Mon Dec 21 10:45:44 2020
print(time.asctime(time.localtime()))  # Mon Dec 21 10:45:44 2020

2.ctime( )

• 把一个时间戳(按秒计算的浮点数) 转换为: “Sun Jun 20 23:21:05 1993” 这种形式
• 如果没有传入参数, 则默认传入time.time()
• 作用等同于 : time.asctime(time.localtime(n)), “n” 表示秒

import time

print(time.ctime())  # Mon Dec 21 10:44:48 2020
print(time.ctime(time.time()))  # Mon Dec 21 10:44:48 2020
print(time.ctime(5456161.56456))  # Thu Mar  5 11:36:01 1970

ps : 在 Linux 系统上这种格式比较常见, 等同于: time.strftime('%b %a %d %X %Y')

二、datetime模块

1.datetime的主要作用

• 时间加减运算：datetime真正的强大之处在于，你可以在他原本的时间结构上参与时间的运算。而time只有时间戳的基础之上才能进行运算, 对于’2020-12-21 11:11:11’类型的格式的显示, 互相转换之间繁琐, 需要从 时间戳 -> 结构化时间 -> 格式化字符串时间.

2.time 模块与 datetime 模块的不同点

• datetime 可以在原本的时间结构上参与时间的运算
• 而 time 只有在时间戳的基础上才能进行运算, 运算之后在进行格式之间的转换

3.常用功能介绍

• datetime.now( ) : 统计当前时间

# 1. datetime.now() 统计当前时间
import datetime
print(datetime.datetime.now())  # 2020-12-21 10:40:09.668120

#2. 本地时间与时间标准时间
import datetime

print(datetime.datetime.now())    # 2020-12-21 10:36:19.994004 (本地时间)
print(datetime.datetime.utcnow()) # 2020-12-21 02:36:19.994004 (世界标准时间)

• date.fromtimestamp( ) : 将时间戳直接转成格式化字符串的时间

import datetime

print(datetime.date.fromtimestamp(5465564.564))  # 1970-03-05
print(datetime.date.fromtimestamp(time.time()))  # 2020-12-21

• timedelta( ) : 主要用来统计时间间隔并与时间进行加减运算。(提示: 没有年份单位上的运算)

import datetime

print(datetime.datetime.now() + datetime.timedelta(-2))  # 两天前,不写关键字默认"day"
print(datetime.datetime.now() + datetime.timedelta(days=-2))     # 两天前
print(datetime.datetime.now() + datetime.timedelta(weeks=3))     # 三星期后
print(datetime.datetime.now() + datetime.timedelta(hours=-3))    # 三小时前
print(datetime.datetime.now() + datetime.timedelta(seconds=10))  # 十秒后
print(datetime.datetime.now() + datetime.timedelta(minutes=10))  # 十分钟后
print(datetime.datetime.now() + datetime.timedelta(minutes=10, seconds=30)) # 十分钟30秒后

• replace( ) : 时间替换 (将当前时间替换成你指定的时间)

import datetime

now_time = datetime.datetime.now()
print(now_time)                                      # 2020-12-21 10:43:25.429961

print(now_time.replace(minute=00,hour=00,second=00)) # 2020-12-21 00:00:00.429961
print(now_time.replace(day=11,month=11,year=1111))   # 1111-11-11 10:43:25.429961