python时间序列之datetime模块详解

Posted 2021-11-11 尤尔小屋的猫

公众号：尤而小屋
作者：Peter
编辑：Peter

大家好，我是Peter~

在上篇Python时间序列的文章中Peter详细介绍了time模块，本文中重点介绍的是datetime模块。

这个模块可以说是time模块的升级版本，使用的情况更为普遍和常见，用法也更全面。文章中会通过各种例子来讲解这个模块的使用。

闲聊

最近一位律师通过公众号加了Peter，他工作之余学习下Python，这个社会真的这么卷了吗？

朋友们，Python学起来，最好是跟着尤而小屋学起来~

目录

本文的目录参考：

Pandas文章

Pandas相关的文章更新到第26篇，近期的重点是：Python或Pandas中如何处理时间序列相关的数据。

上一篇文章是：time模块的讲解，请参考：

datetime模块

主要类

datetime模块中包含的主要类为：

• date：日期对象，常用的属性有year, month, day等
• time：时间对象，主要的属性有hour, minute, second, microsecond
• datetime：日期时间对象，属性date和属性datetime的组合
• datetime_CAPI：日期对象的C语言接口
• timedelta：两个时间之间的时间间隔
• tzinfo：时区信息对象的抽象基类

常量

主要是有两个常量：

1. MAXYEAR：返回能表示的最大年份，datetime.MAXYEAR
2. MINYEAR：返回能表示最小的年份，datetime.MINYEAR

5大类

下面介绍的datetime模块中5大类的具体使用方法：

• date
• time
• datetime
• timedelta
• tzinfo

在我们使用之前必须先把模块导进来

from datetime import *   # *表示模块下面的所有类

date类

date对象由year年份、month月份及day日期三个部分来构成的：

当前时间

# 方式1

from datetime import date

datetime.today().date()

datetime.date(2021, 10, 20)

# 方式2

from datetime import date

# today是一个日期对象，返回的是当前日期
today = date.today()
today  

datetime.date(2021, 10, 20)

通过year、month、day 3个属性描述符来访问：

print("今年：",today.year)   # 返回today对象的年份
print("本月：",today.month)  # 返回today对象的月份
print("今日：",today.day)   # 返回today对象的日

今年： 2021
本月： 10
今日： 20

通过__getattribute__(…)方法获得上述值：

today.__getattribute__("year")

2021

today.__getattribute__("month")

10

today.__getattribute__("day")

20

此外，我们还可以访问其他的date类的信息：

print("当前日期：",today)  # 当前日期
print("当前日期(字符串形式)：",today.ctime())   # 返回日期的字符串
print("时间(元组形式)：",today.timetuple())   # 当前日期的时间元组信息

当前日期： 2021-10-20
当前日期(字符串形式)： Wed Oct 20 00:00:00 2021
时间(元组形式)： time.struct_time(tm_year=2021, tm_mon=10, tm_mday=20, tm_hour=0, tm_min=0, tm_sec=0, tm_wday=2, tm_yday=293, tm_isdst=-1)

print("本星期：",today.weekday())  # 0代表星期一，类推
print("公历序数：",today.toordinal())  # 返回公历日期的序数
print("年/周数/星期：",today.isocalendar())   # 返回一个元组：一年中的第几周，星期几

本星期： 2
公历序数： 738083
年/周数/星期： (2021, 42, 3)

自定义时间

指定一个任意的时间：

# 自定义一个时间

new_date = date(2021,12,8)  
new_date

datetime.date(2021, 12, 8)

# 返回不同的属性

print("year: ", new_date.year)
print("month: ", new_date.month)
print("day: ", new_date.day)

year:  2021
month:  12
day:  8

# 返回时间元组
new_date.timetuple()

time.struct_time(tm_year=2021, tm_mon=12, tm_mday=8, tm_hour=0, tm_min=0, tm_sec=0, tm_wday=2, tm_yday=342, tm_isdst=-1)

# 返回公历序数

new_date.toordinal()

738132

# 返回星期，0代表星期1，1代表星期2

new_date.weekday()

2

# 返回星期，1代表星期1，2代表星期2

new_date.isoweekday()

3

# 返回元组：（年份，第几周，周几）

new_date.isocalendar()

(2021, 49, 3)

# 以ISO 8601格式‘YYYY-MM-DD’返回date的字符串形式

new_date.isoformat()

'2021-12-08'

# 返回日期的字符串

new_date.ctime()

'Wed Dec  8 00:00:00 2021'

指定不同的日期输出格式：

# 返回指定格式的日期字符串

new_date.strftime("%Y-%m-%d")

'2021-12-08'

new_date.strftime("%Y/%m/%d")

'2021/12/08'

new_date.strftime("%Y年%m月%d日")

'2021年12月08日'

# 替换时间，比如我们替换new_date

r_date = new_date.replace(2021,11,10)
r_date

datetime.date(2021, 11, 10)

在这种情况下，我们就生成了一个新的date对象，当然我们还可以显示的指定参数：

new_date.replace(year=2021,month=11,day=11)

datetime.date(2021, 11, 11)

公历序数相关

公历序数是和toordinal方法相关的

# 查看当前日期的公历序数

to_timestamp = today.toordinal()
to_timestamp

738083

将给定的公历序数转成具体的时间日期：fromordinal

print(date.fromordinal(to_timestamp))

2021-10-20

时间戳转化

通过函数fromtimestamp进行转化

import time
t = time.time()  # 当前时间的时间戳
t

1634732660.382036

print(date.fromtimestamp(t))  # 时间戳--->日期

2021-10-20

转化任意的时间戳：

date.fromtimestamp(1698382719)

datetime.date(2023, 10, 27)

时间格式化

# 下面我们对today对象进行格式化输出

today

datetime.date(2021, 10, 20)

print(today.strftime("%Y/%m/%d"))

2021/10/20

print(today.strftime("%Y-%m-%d"))

2021-10-20

time类

创建对象

先创建一个任意的时间

from datetime import time

t = time(20,30,40,1000)

访问常见属性

时分秒都是常见的属性

print(t.hour)  # 时
print(t.minute) # 分
print(t.second)  # 秒
print(t.microsecond)  # 微秒

20
30
40
1000

格式化输出

# 返回 ISO 8601格式的时间字符串

t.isoformat()

'20:30:40.001000'

# 指定输出的格式

t.strftime("%H:%M:%S:%f")

'20:30:40:001000'

同样的，也具有替换功能：

# 隐式替换
t.replace(14,37,8)

datetime.time(14, 37, 8, 1000)

# 显式替换

t.replace(hour=4,minute=18,second=19)

datetime.time(4, 18, 19, 1000)

datetime类

datetime对象包含date对象和time对象的所有信息。专属于datetime的方法和属性汇总：

• date(…)：返回datetime对象的日期部分
• time(…)：返回datetime对象的时间部分
• utctimetuple(…)：返回UTC时间元组部分

生成当前日期

from datetime import datetime 

k = datetime.today()  # 当前具体时间
print(k)

2021-10-20 20:24:23.053493

访问当前时间的不同属性信息：

print("year:",k.year)
print("month:",k.month)
print("day:",k.day)

year: 2021
month: 10
day: 20

生成当前时间

# 返回当前的具体时间

n = datetime.now()
n

datetime.datetime(2021, 10, 20, 20, 24, 23, 694127)

# 返回datetime对象的日期部分

n.date()

datetime.date(2021, 10, 20)

# 返回datetime对象的时间部分

n.time()

datetime.time(20, 24, 23, 694127)

# 返回datetime对象的UTC时间元组部分

n.utctimetuple()

time.struct_time(tm_year=2021, tm_mon=10, tm_mday=20, tm_hour=20, tm_min=24, tm_sec=23, tm_wday=2, tm_yday=293, tm_isdst=0)

还可以生成其他的属性信息：

# 返回当前UTC日期和时间的datetime对象

print(datetime.utcnow())

2021-10-20 12:24:24.241577

# 给定时间戳的datetime对象

print(datetime.fromtimestamp(1697302830))  

2023-10-15 01:00:30

# 指定公历序数的datetime对象

print(datetime.fromordinal(738000) )

2021-07-29 00:00:00

# 拼接日期和时间

print(datetime.combine(date(2020,12,25), time(11,22,54)))  

2020-12-25 11:22:54

指定任意时间

# 指定一个任意时间

d = datetime(2021,9,25,11,24,23)

print(d.date())  # 日期
print(d.time())  # 时间
print(d.timetz())  # 从datetime中拆分出具体时区属性的time

print(d.timetuple())  # 时间元组
print(d.toordinal())  # 和date.toordinal一样
print(d.weekday())  # 两种星期
print(d.isoweekday())
print(d.isocalendar())  # ISO格式化输出
print(d.isoformat())
print(d.strftime("%Y-%m-%d %H:%M:%S"))  # 指定格式
print(d.replace(year=2021,month=1))  # 替换

2021-09-25
11:24:23
11:24:23
time.struct_time(tm_year=2021, tm_mon=9, tm_mday=25, tm_hour=11, tm_min=24, tm_sec=23, tm_wday=5, tm_yday=268, tm_isdst=-1)
738058
5
6
(2021, 38, 6)
2021-09-25T11:24:23
2021-09-25 11:24:23
2021-01-25 11:24:23

格式化输出

# 直接对时间的格式化输出

print(datetime.strptime("2020-12-25","%Y-%m-%d"))

2020-12-25 00:00:00

对给定的datetime对象的格式化输出，比如上面创建的实例化对象k：

k

datetime.datetime(2021, 10, 20, 20, 24, 23, 53493)

# 格式化输出

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

'2021-10-20 20:24:23'

timedelta类

timedelta对象表示一个时间段，即两个日期 (date) 或日期时间 (datetime) 之间的差值。

目前支持参数:weeks、days、hours、minutes、seconds、milliseconds、microseconds。

当前日期

from datetime import timedelta, date, datetime

d = date.today()  # 当前日期
d

datetime.date(2021, 10, 20)

print("今天：",d)
print("加上5天：",d + timedelta(days=5))  # 加上5天
print("加上3天+8小时：", d + timedelta(days=3,hours=8))  # 加上3天和8个小时

今天： 2021-10-20
加上5天： 2021-10-25
加上3天+8小时： 2021-10-23

当前时间点

# 当前时间点
now = datetime.now()  
now

datetime.datetime(2021, 10, 20, 20, 24, 26, 777335)

print(now + timedelta(hours=4))  # 加上4个小时
print(now + timedelta(weeks=2))  # 加上2个礼拜
print(now - timedelta(seconds=500))  # 减去500秒

2021-10-21 00:24:26.777335
2021-11-03 20:24:26.777335
2021-10-20 20:16:06.777335

datetime对象差值

delta = datetime(2020,12,26) - datetime(2020,12,12,20,12)
print(delta)

13 days, 3:48:00

delta.days  # 日期间隔：天

13

delta.seconds  # 日期间隔：秒

13680

delta.total_seconds()  # # 全部转成秒

1136880.0

两个日期差值

d1 = datetime(2021,10,1)
d2 = datetime(2021,10,8)

d1.__sub__(d2)  # d1 - d2

datetime.timedelta(days=-7)

d2.__sub__(d1) # d2 - d1

datetime.timedelta(days=7)

# rsub表示用d2 - d1

d1.__rsub__(d2)   

datetime.timedelta(days=7)

上面两个日期的差值结果是datetime.timedelta, 如果获得整数类型的结果则按下面的方法操作：

d1.__sub__(d2).days

-7

tzinfo类

主要作用是指定时间所在的时区

指定时区

from datetime import date, timedelta, datetime, timezone

tz_utc_8 = timezone(timedelta(hours=8)) # 创建时区
print(tz_utc_8)

UTC+08:00

now = datetime.now()
print(now)

2021-10-20 20:24:28.844732

new_time = now.replace(tzinfo=tz_utc_8)  # 强制加上8个小时
print(new_time)

2021-10-20 20:24:28.844732+08:00

时区切换

# 获取UTC时间
utc_now = datetime.utcnow().replace(tzinfo=timezone.utc)  # 指定utc时区
print(utc_now)

2021-10-20 12:24:29.336367+00:00

# 通过astimezone切换到东八区

beijing = utc_now.astimezone(timezone(timedelta(hours=8)))
print(beijing)

2021-10-20 20:24:29.336367+08:00

# UTC时区切换到东九区：东京时间

tokyo = utc_now.astimezone(timezone(timedelta(hours=9)))
print(tokyo)

2021-10-20 21:24:29.336367+09:00

# 北京时间（东八区）直接切换到东京时间（东九区）

tokyo_new = beijing.astimezone(timezone(timedelta(hours=9)))
print(tokyo_new)

2021-10-20 21:24:29.336367+09:00

常见应用

时间戳转成日期

import time
now_timestamp = time.time()
now_timestamp

1634732670.286224

# 1-转成具体时间点

now = time.ctime(now_timestamp)  
print(now)

Wed Oct 20 20:24:30 2021

# 2-时间戳先转成时间元组，strftime在转成指定格式

now_tuple = time.localtime(now_timestamp)
print(now_tuple)

time.struct_time(tm_year=2021, tm_mon=10, tm_mday=20, tm_hour=20, tm_min=24, tm_sec=30, tm_wday=2, tm_yday=293, tm_isdst=0)

time.strftime("%Y/%m/%d %H:%M:%S", now_tuple)

'2021/10/20 20:24:30'

# 选择一个具体的时间戳

timestamp = 1618852721

a = time.localtime(timestamp)  # 获得时间元组形式数据
print("时间元组数据：",a)
time.strftime("%Y/%m/%d %H:%M:%S", a)  # 格式化

时间元组数据： time.struct_time(tm_year=2021, tm_mon=4, tm_mday=20, tm_hour=1, tm_min=18, tm_sec=41, tm_wday=1, tm_yday=110, tm_isdst=0)





'2021/04/20 01:18:41'

time.ctime(1618852741)

'Tue Apr 20 01:19:01 2021'

日期时间转成时间戳

给定一个字符串类型的日期数据，如何转化成我们想要的时间格式呢？

date = "2021-10-26 11:45:34"

# 1、时间字符串转成时间数组形式
date_array = time.strptime(date, "%Y-%m-%d %H:%M:%S")
date_array

time.struct_time(tm_year=2021, tm_mon=10, tm_mday=26, tm_hour=11, tm_min=45, tm_sec=34, tm_wday=1, tm_yday=299, tm_isdst=-1)

# 2、查看时间数组数据

print("时间数组：", date_array)

时间数组： time.struct_time(tm_year=2021, tm_mon=10, tm_mday=26, tm_hour=11, tm_min=45, tm_sec=34, tm_wday=1, tm_yday=299, tm_isdst=-1)

# 3、mktime时间数组转成时间戳

time.mktime(date_array)

1635219934.0

日期格式化

import time

old = "2021-09-12 12:28:45"

# 1、转换成时间数组
time_array = time.strptime(old, "%Y-%m-%d %H:%M:%S")

# 2、转换成新的时间格式(2021/09/12 12-28-45)
new = time.strftime("%Y/%m/%d %H-%M-%S",time_array)  # 指定显示格式

print("原格式时间：",old)
print("新格式时间：",new)

原格式时间： 2021-09-12 12:28:45
新格式时间： 2021/09/12 12-28-45