Python 3.9：使用标准库构造 DST 有效时间戳

Posted 2023-03-24

【中文标题】Python 3.9：使用标准库构造 DST 有效时间戳

【英文标题】：Python 3.9: Construct DST valid timestamp using standard library

【发布时间】：2021-02-02 23:28:09

【问题描述】：

我想仅使用 Python 3.9 中的标准库来构造 DST 有效的时间戳，并希望此版本可以实现。在我的时区“欧洲/柏林”中，DST 2020 年的过境点是： 2020-03-29 02:00 时钟切换到 03:00（没有小时 2！） 2020 年 10 月 25 日 03:00 时钟切换回 02:00（小时 2 存在两次！） 我的脚本产生以下输出： 三月 2020-03-29 01:59:00+01:00 CET 加 1 小时：2020-03-29 02:59:00+01:00 CET （应该是 03:59:00 CEST，因为没有第 2 小时！） 十月 2020-10-25 02:00:00+02:00 CEST 加 1 小时：2020-10-25 03:00:00+01:00 CET （似乎可以 - 编辑：应该是欧洲中部时间 02:00 ！！！）

下面提供了示例代码。 Windows 用户可能需要“pip install tzdata”才能使其工作。 任何建议将不胜感激！

'''
Should work out of the box with Python 3.9

Got a fallback import statement.

BACKPORT (3.6+)
pip install backports.zoneinfo

WINDOWS (TM) needs:
pip install tzdata
'''

from datetime import datetime, timedelta
from time import tzname
try:
    from zoneinfo import ZoneInfo
except ImportError:
    from backports import zoneinfo
    ZoneInfo = zoneinfo.ZoneInfo


tz = ZoneInfo("Europe/Berlin")
hour = timedelta(hours=1)

print("MARCH")
dt_01 = datetime(2020, 3, 29, 1, 59, tzinfo=tz)

dt_02 = dt_01 + hour
print(f"dt_01 dt_01.tzname() plus 1 h: dt_02 dt_02.tzname()")


print("\nOCTOBER")
dt_01 = datetime(2020, 10, 25, 2, 0, tzinfo=tz)
dt_02 = dt_01 + hour
print(f"dt_01 dt_01.tzname() plus 1 h: dt_02 dt_02.tzname()")

【参考方案1】：

虽然有悖常理，但这是意料之中的。有关日期时间算法如何工作的更多详细信息，请参阅this blog post。这样做的原因是，将 timedelta 添加到 datetime 应该被认为是“将日历/时钟提前 X 量”，而不是“经过这段时间后日历/时钟会说什么”。请注意，第一个问题可能会导致在本地时区中甚至不会出现的时间！

如果您愿意，“datetime 表示在此 timedelta 表示的时间量过去之后将是什么时间？” （您似乎这样做了），您应该做一些相当于转换为 UTC 并返回的事情，如下所示：

from datetime import datetime, timedelta, timezone

def absolute_add(dt: datetime, td: timedelta) -> datetime:
    utc_in = dt.astimezone(timezone.utc)  # Convert input to UTC
    utc_out = utc_in + td  # Do addition in UTC
    civil_out = utc_out.astimezone(dt.tzinfo)  # Back to original tzinfo
    return civil_out

我相信您可以创建一个覆盖__add__ 的timedelta 子类来为您执行此操作（如果可以的话，我想将类似的东西引入标准库）。

请注意，如果dt.tzinfo 是None，这将使用您的系统本地时区来确定如何进行绝对加法，并返回一个感知时区。在America/New_York 中运行：

>>> absolute_add(datetime(2020, 11, 1, 1), timedelta(hours=1))
datetime.datetime(2020, 11, 1, 1, 0, tzinfo=datetime.timezone(datetime.timedelta(days=-1, seconds=68400), 'EST'))

如果您希望它对天真的日期时间进行民事加法，并对有意识的日期时间进行绝对加法，您可以在函数中检查它是否是天真的：

def absolute_add_nolocal(dt: datetime, td: timedelta) -> datetime:
    if dt.tzinfo is None:
        return dt + td
    return absolute_add(dt, td)

另外，需要明确的是，这与zoneinfo 无关。这一直是 Python 中日期时间的语义，我们无法以向后兼容的方式对其进行更改。 pytz 的工作方式略有不同，因为添加 pytz-aware 日期时间会做错事，并且在算术发生后需要 normalize 步骤，而 pytz 作者决定 normalize 应该使用绝对-时间语义。

absolute_add 也适用于 pytz 和 dateutil，因为它使用适用于所有时区库的操作。

【讨论】：

我以前遇到过这个讨论，感谢您的复习^^ - 所以 Python 的 timedelta 试图表示持续时间的重载概念，例如DST 过渡日有 23/25 小时以及作为绝对数量的持续时间（1 天 = 86400 秒）？如果这导致“挂钟”（调整为 DST 的那个）上甚至不存在日期时间，那只会让我感到困惑，不仅违反直觉......

@Paul：非常彻底和乐于助人！非常感谢您的努力！

@MrFuppes timedelta 始终表示理想的线性时间轴上的偏移量。主要问题是它与生成它的上下文脱节，因此不同区域减法会导致“这是在 UTC 中应用的偏移量”，而同区减法会导致“这是您的日历时间的差异当地时间”。

"从上下文中离婚" - 好吧，这是另一种说法，但我仍然看不到到达 当地时间 的意义'不存在（或仅在您忘记在 DST 转换后更改时钟的情况下......）。顺便提一句。我认为pandas 默认情况下会在 UTC 中进行加法/减法。所以 - timedelta 一开始就应该没有结婚，我的意思是停留在两种不同的类型中，“duration”（没有重载）和“timezonetimedelta”之类的东西？

我的意思是，“点”就是算术的定义方式？这是一个有效的定义，即使很多人不会觉得它有用。例如，如果您想要添加挂墙时间，但要防止到达无效的本地时间，dt + td + td 可能不等于 dt + 2 * td，如果 dt + td 会给出一个虚构的本地时间。实现时区和其他日期时间的许多低级数学也依赖于当前的数学属性。