python 常用日期处理-- datetime 模块的使用

仅以此篇记录一下个人常用的 Python 处理日期的库与函数，主要涉及的类库有 Python 自带的 datetime, time 和 calendar，以及第三方的 dateutil。说到日期处理基本上要覆盖的概念有 date, time, datetime, timezone, calendar, 时间的比较与差值，解析与格式化显示等。

在 datetime 模块中类之间的继承关系如下：

object
├── date
│ └── datetime
├── time
├── timedelta
└── tzinfo
└── timezone

我们着重体验一下前面粗体显示的 datetime, date, time, timedelta 对象, timezone 也不是不重要，有时候也可能只需要处理本地时间。

datetime, date, time 实例的创建

可以使用它们各自的构造函数，提供必要的参数来创建相应的实例，下面是它们的构造函数

datetime:
 def __new__(cls, year, month=None, day=None, hour=0, minute=0, second=0,
  microsecond=0, tzinfo=None, *, fold=0)
date:
 def __new__(cls, year, month=None, day=None)
 
time:
 def __new__(cls, hour=0, minute=0, second=0, microsecond=0, tzinfo=None, *, fold=0)

比如

from datetime import datetime, date, time, timedelta
 
today = date(2019, 4, 24) # 2019-04-24

获得当前日期或时间

date.today() #2019-04-24
datetime.now() # 2019-04-24 21:41:40.226300
 
datetime.today() # 2019-04-24 21:41:50.336293
datetime.today().date() #2019-04-24
datetime.today().time() #21:41:50.336303
 
datetime.now().date()
datetime.now().time()

从语义上应该调用 date.today() 和 datetime.now()，datetime.today() 只是 datetime 继承自 date 的函数。

time 没有 today() 或 now() 方法，所以只有通过 datetime.now() 来得到相应的 time, datetime 兼具 date 与 time 信息，所以总是可以经由 datetime 来获得相应的 date 和 time。

解析字符串获得实例

date.fromisoformat('2019-04-24')  # 2019-04-24
datetime.fromisoformat('2019-04-24T13:12:23') # 2019-04-24 13:12:23
datetime.strptime('04/24/2019', '%m/%d/%Y') # 2019-04-24 00:00:00
time.fromisoformat('12:12:24+06:00')  #12:12:24+06:00

datetime, date 和 time 都有 fromisoformat() 方法，就是要了解它们各自的 ISO 表示格式。能指定格式来解析字符串只有 datetime 有 strptime() 方法，因为有了 datetime 也就有了相应的 date 与 time

date, datetime 与 time 相应的 ISO 格式如下

1. date ISO format: YYYY-MM-DD
2. datetime ISO format: YYYY-MM-DD[*HH[:MM[:SS[.fff[fff]]]][+HH:MM[:SS[.ffffff]]]]
3. time ISO format: HH[:MM[:SS[.fff[fff]]]][+HH:MM[:SS[.ffffff]]]
   

能自由解析字符串的就是 datetime.strptime(str, fmt)，Python 借鉴了标准 C 的日期格式定义字符串，见 strftime() and strptime() Behavior. 后面的 strftime() 函数也要用到相同的格式定义法。

注：strftime() 和 strptime() 中的 f 和 p 分别对应着 format 和 parse 的首字母。

基于 Timestamp 来创建实例

Python 本身没有 Timestamp 这么一个类型，这里的 timestamp 是一个浮点数表示的

ts = datetime.today().timestamp() # 1556161777.38553
date.fromtimestamp(ts)  # 2019-04-24
datetime.fromtimestamp(ts)  # 2019-04-24 22:09:37.385530

time 没有 fromtimestamp() 方法

格式化输出

date, datetime 和 time 都有 isoformat() 和 strftime(fmt) 函数，格式字符串请参考 strftime() and strptime() Behavior。

date.today().strftime('%a %b %d, %Y') # Wed Apr 24, 2019
datetime.today().isoformat()  # 2019-04-24T22:21:38.747318
datetime.today().time().strftime('%Y') # 1900
date.today().strftime('%S')  # 00

上面是几个例子，注意在 Python 中像 time 没有年月日信息时格式化时想要输出年份会得到不期望的值，但不会象 Java 中那样报错。比如下面的 Java 代码

DateTimeFormatter formatter = DateTimeFormatter.ofPattern("yyyy-MM-dd");
LocalDate.now().format(formatter); //2019-04-24
LocalTime.now().format(formatter); //Exception java.time.temporal.UnsupportedTemporalTypeException: Unsupported field: YearOfEra

由于 LocalTime.now() 没有年月日信息，所以无法格式化为 yyyy-MM-dd。

时间, 日期的比较与 timedelta

1. date, datetime, time 都定义有 __lt__, __le__, __ne__, __gt__, __ge__, __eq__ 函数，所以两个相同类型的实例之间是可以进行比较时间上的先后的。
2. 其中的 date, datetime 还定义了 __sub__ 和 __rsub__ 函数，因此两个 date 或两个 datetime 实例进行相减会得到一个 timedelta 实例
3. 另外, date, datetime 也定义了 __add__, __radd__ 函数，date 或 datetime 可以加减一个 timedelta 来得到一个新的实例
   

下面看几个简单的示例

d1 = datetime.today()    # 2019-04-24 23:00:31.672769
delta = timedelta(days=2, weeks=1, seconds=-3) # 8 days, 23:59:57
d2 = d1 + delta     # 2019-05-03 23:00:28.672769
d3 = d1 - delta     # 2019-04-15 23:00:34.672769
 
d2 - d1      # 8 days, 23:59:57
d2 > d1      # True
d1 < d3      # False
 
datetime.today().date() + delta)  # 2019-05-02

注意，不同类型间不能相减，比如用 date 减去一个 datetime 就不合法了。d1 + delta, d1 - delta 和 delta + d1 都没问题, 但是 delta - d1 就不行了。

timedelta 表示了两个时间的差值，用它来推算另一个实例的时候不带有日历信息，如果想要在日历上推演就得借助于 calendar。

不可忽略的 time 模块

前面讲到的是 datetime 模块中的 time 类型，Python 还自带了 time 模块，由 import time 引入。它提供了一些很实用的功能

1. time 包含了完整的如上的 datetime 信息，并不像 datetime 中的 time 不含年月日信息
2. locatime(), strptime(), gmtime(), asctime(), mktime() 用以构造 time 实例
3. strftime() 可用来格式化输出
4. time.time() 得到当前的 Unix 时间戳
5. time.sleep(sec) 用来暂停当前线程若干秒
   

关于 calendar 和 dateutil 的内容有后续

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