python时间序列之datetime模块

2023-08-23 15:57:12 浏览数 (2)

Python时间序列之datetime模块

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，用法也更为全面。文章中会通过各种例子来讲解模块的使用

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

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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
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# 方式1

from datetime import date

datetime.today().date()
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datetime.date(2021, 10, 20)
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# 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
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datetime.date(2021, 10, 20)

通过year、month、day 3个属性描述符来访问：

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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
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今年： 2021
本月： 10
今日： 20

通过__getattribute__(…)方法获得上述值：

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today.__getattribute__("year")
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2021
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today.__getattribute__("month")
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10
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today.__getattribute__("day")
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20

此外，我们还可以访问其他的date类的信息：

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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
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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)
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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
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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：

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# 自定义一个时间

new_date = date(2021,12,8)
new_date
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datetime.date(2021, 12, 8)
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# 返回不同的属性

print("year: ", new_date.year)
print("month: ", new_date.month)
print("day: ", new_date.day)
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year:  2021
month:  12
day:  8
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# 返回时间元组
new_date.timetuple()
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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)
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# 返回公历序数

new_date.toordinal()
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738132
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# 返回星期，0代表星期1，1代表星期2

new_date.weekday()
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2
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# 返回星期，1代表星期1，2代表星期2

new_date.isoweekday()
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3
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# 返回元组：（年份，第几周，周几）

new_date.isocalendar()
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(2021, 49, 3)
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# 以ISO 8601格式‘YYYY-MM-DD’返回date的字符串形式

new_date.isoformat()
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'2021-12-08'
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# 返回日期的字符串

new_date.ctime()
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'Wed Dec  8 00:00:00 2021'

指定不同的日期输出格式：

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# 返回指定格式的日期字符串

new_date.strftime("%Y-%m-%d")
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'2021-12-08'
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new_date.strftime("%Y/%m/%d")
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'2021/12/08'
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new_date.strftime("%Y年%m月%d日")
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'2021年12月08日'
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# 替换时间，比如我们替换new_date

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

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new_date.replace(year=2021,month=11,day=11)
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datetime.date(2021, 11, 11)
公历序数相关

公历序数是和toordinal方法相关的

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# 查看当前日期的公历序数

to_timestamp = today.toordinal()
to_timestamp
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738083

将给定的公历序数转成具体的时间日期：fromordinal

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print(date.fromordinal(to_timestamp))
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2021-10-20
时间戳转化

通过函数fromtimestamp进行转化

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import time
t = time.time()  # 当前时间的时间戳
t
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1634732660.382036
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print(date.fromtimestamp(t))  # 时间戳--->日期
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2021-10-20

转化任意的时间戳：

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date.fromtimestamp(1698382719)
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datetime.date(2023, 10, 27)
时间格式化
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# 下面我们对today对象进行格式化输出

today
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datetime.date(2021, 10, 20)
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print(today.strftime("%Y/%m/%d"))
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2021/10/20
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print(today.strftime("%Y-%m-%d"))
代码语言：javascript复制
2021-10-20

time类

创建对象

先创建一个任意的时间

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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

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print(t.hour)  # 时
print(t.minute) # 分
print(t.second)  # 秒
print(t.microsecond)  # 微秒
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20
30
40
1000
格式化输出
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# 返回 ISO 8601格式的时间字符串

t.isoformat()
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'20:30:40.001000'
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# 指定输出的格式

t.strftime("%H:%M:%S:%f")
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'20:30:40:001000'

同样的，也具有替换功能：

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# 隐式替换
t.replace(14,37,8)
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datetime.time(14, 37, 8, 1000)
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# 显式替换

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

k = datetime.today()  # 当前具体时间
print(k)
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2021-10-20 20:24:23.053493

访问当前时间的不同属性信息：

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print("year:",k.year)
print("month:",k.month)
print("day:",k.day)
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year: 2021
month: 10
day: 20
生成当前时间
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# 返回当前的具体时间

n = datetime.now()
n
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datetime.datetime(2021, 10, 20, 20, 24, 23, 694127)
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# 返回datetime对象的日期部分

n.date()
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datetime.date(2021, 10, 20)
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# 返回datetime对象的时间部分

n.time()
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datetime.time(20, 24, 23, 694127)
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# 返回datetime对象的UTC时间元组部分

n.utctimetuple()
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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：

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# 返回当前UTC日期和时间的datetime对象

print(datetime.utcnow())
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2021-10-20 12:24:24.241577
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# 给定时间戳的datetime对象

print(datetime.fromtimestamp(1697302830))
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2023-10-15 01:00:30
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# 指定公历序数的datetime对象

print(datetime.fromordinal(738000) )
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2021-07-29 00:00:00
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# 拼接日期和时间

print(datetime.combine(date(2020,12,25), time(11,22,54)))
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2020-12-25 11:22:54
指定任意时间
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# 指定一个任意时间

d = datetime(2021,9,25,11,24,23)
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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
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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
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# 直接对时间的格式化输出

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

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k
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datetime.datetime(2021, 10, 20, 20, 24, 23, 53493)
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# 格式化输出

k.strftime("%Y-%m-%d %H:%M:%S")
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'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
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from datetime import timedelta, date, datetime

d = date.today()  # 当前日期
d
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datetime.date(2021, 10, 20)
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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
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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
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# 当前时间点
now = datetime.now()
now
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datetime.datetime(2021, 10, 20, 20, 24, 26, 777335)
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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
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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
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delta = datetime(2020,12,26) - datetime(2020,12,12,20,12)
print(delta)
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13 days, 3:48:00
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delta.days  # 日期间隔：天
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13
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delta.seconds  # 日期间隔：秒
代码语言：javascript复制
13680
代码语言：javascript复制
delta.total_seconds()  # # 全部转成秒
代码语言：javascript复制
1136880.0
两个日期差值
代码语言：javascript复制
d1 = datetime(2021,10,1)
d2 = datetime(2021,10,8)
代码语言：javascript复制
d1.__sub__(d2)  # d1 - d2
代码语言：javascript复制
datetime.timedelta(days=-7)
代码语言：javascript复制
d2.__sub__(d1) # d2 - d1
代码语言：javascript复制
datetime.timedelta(days=7)
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# rsub表示用d2 - d1

d1.__rsub__(d2)
代码语言：javascript复制
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：

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d1.__sub__(d2).days
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-7

tzinfo类

主要作用是指定时间所在的时区

指定时区
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from datetime import date, timedelta, datetime, timezone

tz_utc_8 = timezone(timedelta(hours=8)) # 创建时区
print(tz_utc_8)
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UTC 08:00
代码语言：javascript复制
now = datetime.now()
print(now)
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2021-10-20 20:24:28.844732
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new_time = now.replace(tzinfo=tz_utc_8)  # 强制加上8个小时
print(new_time)
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2021-10-20 20:24:28.844732 08:00
时区切换
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# 获取UTC时间
utc_now = datetime.utcnow().replace(tzinfo=timezone.utc)  # 指定utc时区
print(utc_now)
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2021-10-20 12:24:29.336367 00:00
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# 通过astimezone切换到东八区

beijing = utc_now.astimezone(timezone(timedelta(hours=8)))
print(beijing)
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2021-10-20 20:24:29.336367 08:00
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# UTC时区切换到东九区：东京时间

tokyo = utc_now.astimezone(timezone(timedelta(hours=9)))
print(tokyo)
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2021-10-20 21:24:29.336367 09:00
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# 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)
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2021-10-20 21:24:29.336367 09:00

常见应用

时间戳转成日期

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import time
now_timestamp = time.time()
now_timestamp
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1634732670.286224
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# 1-转成具体时间点

now = time.ctime(now_timestamp)
print(now)
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Wed Oct 20 20:24:30 2021
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# 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)
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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)
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time.strftime("%Y/%m/%d %H:%M:%S", now_tuple)
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'2021/10/20 20:24:30'
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# 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
代码语言：javascript复制
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'
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time.ctime(1618852741)
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'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？

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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
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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)
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# 2、查看时间数组数据

print("时间数组：", date_array)
代码语言：javascript复制
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)
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# 3、mktime时间数组转成时间戳

time.mktime(date_array)
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1635219934.0

日期格式化

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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)
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原格式时间： 2021-09-12 12:28:45
新格式时间： 2021/09/12 12-28-45
python datetime tm 对象 字符串

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