如何在 Python 中查找同一小时的第二天 Unix 时间戳，包括 DST？

Posted 2023-02-23

【中文标题】如何在 Python 中查找同一小时的第二天 Unix 时间戳，包括 DST？

【英文标题】：How to find next day's Unix timestamp for same hour, including DST, in Python?

【发布时间】：2013-12-15 02:29:59

【问题描述】：

在 Python 中，我可以找到本地时间的 Unix 时间戳，知道时区，就像这样（使用 pytz）：

>>> import datetime as DT
>>> import pytz
>>> mtl = pytz.timezone('America/Montreal')
>>> naive_time3 = DT.datetime.strptime('2013/11/03', '%Y/%m/%d')
>>> naive_time3
datetime.datetime(2013, 11, 3, 0, 0)
>>> localized_time3 = mtl.localize(naive_time3)
>>> localized_time3
datetime.datetime(2013, 11, 3, 0, 0, tzinfo=<DstTzInfo 'America/Montreal' EDT-1 day, 20:00:00 DST>)
>>> localized_time3.timestamp()
1383451200.0

到目前为止，一切都很好。 naive_time 不知道时区，而 localized_time 知道它在 2013/11/03 蒙特利尔的午夜，因此 (UTC) Unix 时间戳很好。这个时区也是我的本地时区，这个时间戳似乎是正确的：

$ date -d @1383451200
Sun Nov  3 00:00:00 EDT 2013

现在，蒙特利尔的时钟已于 11 月 3 日 2:00 提前一小时调整，因此我们当天多出了一个小时。这意味着在 2013/11/03 和 2013/11/04 之间有 25 小时。这表明它：

>>> naive_time4 = DT.datetime.strptime('2013/11/04', '%Y/%m/%d')
>>> localized_time4 = mtl.localize(naive_time4)
>>> localized_time4
datetime.datetime(2013, 11, 4, 0, 0, tzinfo=<DstTzInfo 'America/Montreal' EST-1 day, 19:00:00 STD>)
>>> (localized_time4.timestamp() - localized_time3.timestamp()) / 3600
25.0

现在，我正在寻找一种从localized_time3 获取localized_time4 对象的简单方法，因为我知道我想在同一时间（此处为午夜）获取下一个本地化日期.我试过timedelta，但我相信它不知道时区或夏令时：

>>> localized_time4td = localized_time3 + DT.timedelta(1)
>>> localized_time4td
datetime.datetime(2013, 11, 4, 0, 0, tzinfo=<DstTzInfo 'America/Montreal' EDT-1 day, 20:00:00 DST>)
>>> (localized_time4td.timestamp() - localized_time3.timestamp()) / 3600
24.0

我的目的是获取有关每个本地日期的日志条目的信息，这些条目与它们的 Unix 时间戳一起存储。当然，如果我使用localized_time3.timestamp() 并在此处添加24 * 3600（与localized_time4td.timestamp() 相同），我将错过localized_time4td.timestamp() 和localized_time4td.timestamp() + 3600 之间发生的所有日志条目。

换句话说，我正在寻找的函数或方法应该知道何时将 25 小时、24 小时或 23 小时添加到 Unix 时间戳，具体取决于 DST 转换发生的时间。

【问题讨论】：

必须是std lib模块还是可以使用pip模块？

如果轻量级 PyPI 模块提供了非常简单的解决方案，我愿意使用它们。例如，我打算使用pytz。

我建议你看看优秀的 Arrow (crsmithdev.com/arrow)。

@rdodev：Arrow 似乎效果很好（刚刚尝试过）！您想通过工作示例提供答案（我会接受），还是应该使用 Arrow 回答我自己的问题？还是谢谢你。

很高兴为您提供帮助！来吧，自己回答。我的时间有点短。

【参考方案1】：

（感谢@rdodev 将我指向Arrow）。

使用箭头，这个操作变得简单：

>>> import arrow
>>> import datetime as DT
>>> lt3 = arrow.get(DT.datetime(2013, 11, 3), 'America/Montreal')
>>> lt3
<Arrow [2013-11-03T00:00:00-04:00]>
>>> lt4 = arrow.get(DT.datetime(2013, 11, 4), 'America/Montreal')
>>> lt4
<Arrow [2013-11-04T00:00:00-05:00]>
>>> lt4.timestamp - (lt3.replace(days=1).timestamp)
0
>>> (lt3.replace(days=1).timestamp - lt3.timestamp) / 3600
25.0

使用 Arrow 的 replace 方法，单数单位名称替换该属性，而复数添加它。所以lt3.replace(days=1) 是 2013 年 11 月 4 日，而 lt3.replace(day=1) 是 2013 年 11 月 1 日。

【讨论】：

Arrow 如何处理ambiguous or non-existent times？

嗯，2013 年 11 月 3 日 1:30 在蒙特利尔似乎默认为无 DST，因为它输出 <Arrow [2013-11-03T01:30:00-05:00]>（而 0:59 有 DST：<Arrow [2013-11-03T00:59:00-04:00]>）。

2014-03-09 02:45:00等不存在的时间呢？

【参考方案2】：

不使用新包：

def add_day(x):
    d = x.date()+DT.timedelta(1)
    return mtl.localize(x.replace(year=d.year, month=d.month, day=d.day, tzinfo=None))

完整脚本：

import datetime as DT
import pytz
import calendar
mtl = pytz.timezone('America/Montreal')
naive_time3 = DT.datetime.strptime('2013/11/03', '%Y/%m/%d')
print repr(naive_time3)
#datetime.datetime(2013, 11, 3, 0, 0)
localized_time3 = mtl.localize(naive_time3)
print repr(localized_time3)
#datetime.datetime(2013, 11, 3, 0, 0, tzinfo=<DstTzInfo 'America/Montreal' EDT-1 day, 20:00:00 DST>)
print calendar.timegm(localized_time3.utctimetuple())
#1383451200.0
def add_day(x):
    d = x.date()+DT.timedelta(1)
    return mtl.localize(x.replace(year=d.year, month=d.month, day=d.day, tzinfo=None))
print repr(add_day(localized_time3))
#datetime.datetime(2013, 11, 4, 0, 0, tzinfo=<DstTzInfo 'America/Montreal' EST-1 day, 19:00:00 STD>)

（calendar 用于 Python2。）

【讨论】：

我真的很喜欢这个解决方案！它不像使用 Arrow 那样简单，它确实内置了这个功能，但它仍然可以在没有外部部门的情况下完成工作。谢谢！

它不处理不明确或不存在的时间。你可以fix it using .dst(), .normalize()` methods

感谢您指出这一点，J.F.塞巴斯蒂安。但是，在我的具体情况下，我只需要支持午夜（即用户只指定日期，而不是日期/时间）。因此，模棱两可/不存在的时间永远不会成为问题。有趣的是，如果有人需要它，也有一个解决方案，在你对我的问题的回答中给出。

@eepp：时区 UTC 偏移量可能会在午夜发生变化（这并不常见，除非您在巴西利亚，但 it happens）。如果你想断言你的代码没有处理它，那么使用is_dst=None 来检测它。要获得午夜：datetime.combine(some_date, time(0, 0)) 可以用来代替 x.replace(year=d.year, ...。

【参考方案3】：

这里是基于dateutil的替代方案：

>>> # In Spain we changed DST 10/26/2013
>>> import datetime
>>> import dateutil.tz
>>> # tzlocal gets the timezone of the computer
>>> dt1 = datetime.datetime(2013, 10, 26, 14, 00).replace(tzinfo=dateutil.tz.tzlocal())
>>> print dt1
2013-10-26 14:00:00+02:00
>>> dt2 = dt1 + datetime.timedelta(1)
>>> print dt2
2013-10-27 14:00:00+01:00
# see if we hace 25 hours of difference
>>> import time
>>> (time.mktime(dt2.timetuple()) - time.mktime(dt1.timetuple())) / 3600.0
25.0
>>> (float(dt2.strftime('%s')) - float(dt1.strftime('%s'))) / 3600   # the same
25.0

【讨论】：

dateutil might fail during DST transitions。如果操作系统的历史时区数据库未使用或不存在（Windows），它可能会因过去的日期而失败。它不处理模棱两可、不存在的时间。

我用我的时区 (CEST -> CET) 测试了 DST 转换，如示例所示。我只将它用于最近和未来的日期。感谢您的提示。

时区信息一直在变化。有recent changes in 2013。我相信这些变化在未来不会停止。

【参考方案4】：

在这个答案的最后，我逐渐提供了几种解决方案，其中最强大的解决方案试图处理以下问题：

由于 DST 造成的 UTC 偏移 由于与 DST 无关的原因，本地时区可能具有不同 UTC 偏移量的过去日期。 dateutil 和 stdlib 解决方案在某些系统上失败，尤其是 Windows 夏令时时间不明确（不知道Arrow是否提供接口处理） DST 期间不存在的时间（相同）

要在给定时区查找明天午夜（或其他固定时间）的 POSIX 时间戳，您可以使用来自 How do I get the UTC time of “midnight” for a given timezone? 的代码：

from datetime import datetime, time, timedelta
import pytz

DAY = timedelta(1)
tz = pytz.timezone('America/Montreal')

tomorrow = datetime(2013, 11, 3).date() + DAY

midnight = tz.localize(datetime.combine(tomorrow, time(0, 0)), is_dst=None)
timestamp = (midnight - datetime(1970, 1, 1, tzinfo=pytz.utc)).total_seconds()

dt.date() 方法为幼稚和时区感知 dt 对象返回相同的幼稚日期。

时间戳的显式公式用于支持 Python 3.3 之前的 Python 版本。否则.timestamp() 方法可以在 Python 3.3+ 中使用。

为了避免在 .localize() 方法无法避免的 DST 转换期间解析输入日期时出现歧义，除非您知道 is_dst 参数，您可以使用与日期一起存储的 Unix 时间戳：

from datetime import datetime, time, timedelta
import pytz

DAY = timedelta(1)
tz = pytz.timezone('America/Montreal')

local_dt = datetime.fromtimestamp(timestamp_from_the_log, tz)
tomorrow = local_dt.date() + DAY

midnight = tz.localize(datetime.combine(tomorrow, time(0, 0)), is_dst=None)
timestamp = (midnight - datetime(1970, 1, 1, tzinfo=pytz.utc)).total_seconds()

支持其他固定时间（不仅是午夜）：

tomorrow = local_dt.replace(tzinfo=None) + DAY # tomorrow, same time
dt_plus_day = tz.localize(tomorrow, is_dst=None)
timestamp = dt_plus_day.timestamp() # use the explicit formula before Python 3.3

is_dst=None 如果结果日期不明确或不存在，则会引发异常。为避免异常，您可以选择与昨天的前一个日期最接近的时间（相同的 DST 状态，即is_dst=local_dt.dst()）：

from datetime import datetime, time, timedelta
import pytz

DAY = timedelta(1)
tz = pytz.timezone('America/Montreal')

local_dt = datetime.fromtimestamp(timestamp_from_the_log, tz)
tomorrow = local_dt.replace(tzinfo=None) + DAY

dt_plus_day = tz.localize(tomorrow, is_dst=local_dt.dst())
dt_plus_day = tz.normalize(dt_plus_day) # to detect non-existent times                                            
timestamp = (dt_plus_day - datetime(1970, 1, 1, tzinfo=pytz.utc)).total_seconds()

.localize() 尊重给定的时间，即使它不存在，因此需要.normalize() 来修复时间。如果normalize() 方法更改其输入（在这种情况下检测到不存在时间）以与其他代码示例保持一致，您可以在此处引发异常。

【讨论】：

您为什么要使用is_dst=local_dt.dst() 来确保“距离昨天最接近上一个日期的时间”？ localize 的 is_dst 参数接受 True、False 或 None，而 datetime.datetime 的 dst() 方法返回 datetime.timedelta。因此，mtl.localize(DT.datetime(2013, 11, 4)).dst() == True 是 False，mtl.localize(DT.datetime(2013, 11, 4)).dst() == True 也是，而第一个有夏令时，第二个没有。

@eepp：避免使用some_python == True，改用bool(some_python_obj)。阅读Truth value testing in Python

很高兴知道！我对 Python 还很陌生，但是感谢像你这样的人，我变得更好了。文档是这样说的：在布尔上下文中，timedelta 对象被认为是真当且仅当它不等于 timedelta(0).。现在这是有道理的。但是，您确实对某些事情有所了解，谢谢。

@eepp: 明确一点：你很少需要显式调用bool()，if some_python_obj: ... 照常工作。