Python如何实现时间和日期库
本篇内容主要讲解“Python如何实现时间和日期库”,感兴趣的朋友不妨来看看。本文介绍的方法操作简单快捷,实用性强。下面就让小编来带大家学习“Python如何实现时间和日期库”吧!
在 Python 中是没有原生数据类型支持时间的,日期与时间的操作需要借助三个模块,分别是 time
、datetime
、calendar
。
time
模块可以操作 C 语言库中的时间相关函数,时钟时间与处理器运行时间都可以获取。datetime
模块提供了日期与时间的高级接口。calendar
模块为通用日历相关函数,用于创建数周、数月、数年的周期性事件。
在学习之前,还有一些术语要补充一下,这些术语你当成惯例即可。这里在 Python 官方文档中也有相关说明,不过信息比较多,橡皮擦为你摘录必须知道的一部分。
epoch(纪元)
是时间开始的点,其值取决于平台。
对于 Unix, epoch(纪元)
是 1970年1月1日00:00:00(UTC)
。要找出给定平台上的 epoch
,请使用 time.gmtime(0)
进行查看,例如橡皮擦电脑显示:
time.struct_time(tm_year=1970, tm_mon=1, tm_mday=1, tm_hour=0, tm_min=0, tm_sec=0, tm_wday=3, tm_yday=1, tm_isdst=0)
术语 纪元秒数
是指自 epoch (纪元)
时间点以来经过的总秒数,通常不包括闰秒。 在所有符合 POSIX 标准的平台上,闰秒都不会记录在总秒数中。
程序员中常把 纪元秒数
称为 时间戳
。
time 时间模块
该模块核心为控制时钟时间。
get_clock_info 函数
该函数获取时钟的基本信息,得到的值因不同系统存在差异,函数原型比较简单:
time.get_clock_info(name)
其中 name
可以取下述值:
monotonic
:time.monotonic()perf_counter
: time.perf_counter()process_time
: time.process_time()thread_time
: time.thread_time()time
: time.time()
该函数的返回值具有以下属性:
adjustable
: 返回 True 或者 False。如果时钟可以自动更改(例如通过 NTP 守护程序)或由系统管理员手动更改,则为 True ,否则为 False ;implementation
: 用于获取时钟值的基础 C 函数的名称,就是调用底层 C 的函数;monotonic
:如果时钟不能倒退,则为 True ,否则为 False;resolution
: 以秒为单位的时钟分辨率( float )。
import timeavailable_clocks = [ ('clock', time.clock), ('monotonic', time.monotonic), ('perf_counter', time.perf_counter), ('process_time', time.process_time), ('time', time.time),]for clock_name, func in available_clocks: print(''' {name}: adjustable : {info.adjustable} implementation: {info.implementation} monotonic : {info.monotonic} resolution : {info.resolution} current : {current} '''.format( name=clock_name, info=time.get_clock_info(clock_name), current=func()))
运行结果如下图所示。
上图显示橡皮擦的计算机在 clock
与 perf_counter
中,调用底层 C 函数是一致的。
获取时间戳
在 Python 中通过 time.time()
函数获取纪元秒数,它可以把从 epoch
开始之后的秒数以浮点数格式返回。
import timeprint(time.time())# 输出结果 1615257195.558105
时间戳大量用于计算时间相关程序,属于必须掌握内容。
获取可读时间
时间戳主要用于时间上的方便计算,对于人们阅读是比较难理解的,如果希望获取可读时间,使用 ctime()
函数获取。
import timeprint(time.ctime())# 输出内容:Tue Mar 9 10:35:51 2021
如何将时间戳转换为可读时间,使用 localtime
函数即可。
localtime = time.localtime(time.time())print("本地时间为 :", localtime)
输出结果为 <class 'time.struct_time'>
类型数据,后文将对其进行格式化操作:
本地时间为 : time.struct_time(tm_year=2021, tm_mon=3, tm_mday=9, tm_hour=10, tm_min=37, tm_sec=27, tm_wday=1, tm_yday=68, tm_isdst=0)
上述代码中的时间戳最小值是 0,最大值由于 Python 环境和操作系统决定,我本地 64 位操作系统进行测试的时候,得到的数据如下:
import timelocaltime = time.localtime(0)print("时间为 :", localtime)# 时间为 : time.struct_time(tm_year=1970, tm_mon=1, tm_mday=1, tm_hour=8, tm_min=0, tm_sec=0, tm_wday=3, tm_yday=1, tm_isdst=0)localtime = time.localtime(32536799999)print("时间为 :", localtime)# 时间为 : time.struct_time(tm_year=3001, tm_mon=1, tm_mday=19, tm_hour=15, tm_min=59, tm_sec=59, tm_wday=0, tm_yday=19, tm_isdst=0)localtime = time.localtime(99999999999)print("时间为 :", localtime)# OSError: [Errno 22] Invalid argumentprint(type(localtime))
单调时间 monotonic time
monotonic time
从系统启动开始计时,从 0 开始单调递增。
操作系统的时间可能不是从 0 开始,而且会因为时间出错而回调。
该函数原型如下,不需要任何参数,返回一个浮点数,表示小数秒内的单调时钟的值:
time.monotonic()
测试代码如下:
print("单调时间",time.monotonic())# 输出:单调时间 12279.244
处理器时钟时间
time()
函数返回的是纪元秒数(时间戳), clock()
函数返回的是处理器时钟时间。
该函数函数的返回值:
在第一次调用的时候,返回的是程序运行的实际时间;
在第二次之后的调用,返回的是自第一次调用后到这次调用的时间间隔。
需要注意的是 Python 3.8 已移除 clock()
函数,用 time.perf_counter()
或 time.process_time()
方法替代。
t0 = time.clock()# 运行一段代码print(time.clock() - t0, "程序运行时间")
我使用的 Python 版本较高,提示异常如下:
time.clock has been deprecated in Python 3.3 and will be removed from Python 3.8: use time.perf_counter or time.process_time instead t0 = time.clock()
性能计数器 time.perf_counter
perf_counter()
函数的 epoch
(纪元)是未定义的。一般使用该函数都是为了比较和计算,不是为了用作绝对时间,该点需要注意下。
该函数用于测量较短持续时间的具有最高有效精度的时钟,包括睡眠状态消耗的时间,使用两次调用才会有效。
测试代码如下:
t0 = time.perf_counter()# 运行一段代码for i in range(100000): passprint("程序运行时间", time.perf_counter() - t0)
与其类似的函数有 perf_counter_ns()
、process_time()
、process_time_ns()
,具体可以查询手册进行学习,先掌握 perf_counter()
函数即可。
时间组件
上文已经涉及了时间组件相关的知识,通过 localtime
得到的 struct_time
类型的数据。
这里涉及到的函数有 gmtime()
返回 UTC 中的当前时间,localtime()
返回当前时区对应的时间,mktime()
接收 struce_time
类型数据并将其转换成浮点型数值,即时间戳。
print("*"*10)print(time.gmtime())print("*"*10)print(time.localtime())print("*"*10)print(time.mktime(time.localtime()))
struct_time 类型包含的内容
上述代码返回的数据格式为:
time.struct_time(tm_year=2021, tm_mon=3, tm_mday=9, tm_hour=12, tm_min=50, tm_sec=35, tm_wday=1, tm_yday=68, tm_isdst=0)
其中各值可以根据英文含义进行理解 :tm_year
年份(range[1,12]),tm_mon
月份(range[1,12]),tm_mday
天数(range[1,31]),tm_hour
天数(range[0,23]),tm_min
分钟 (range[0,59]), tm_sec
秒数 (range[0,61]), tm_wday
星期 (range[0,6],0 是星期日), tm_yday
一年中的一天(range[1,366] ),tm_isdst
在夏令时生效时设置为 1,而在夏令时不生效时设置为 0,值-1 表示这是未知的。
解析和格式化时间
strptime()
和 strftime()
函数可以使时间值在 struct_time
表示和字符串表示之间相互转换。
对于 strftime
函数,其中的参数参考官方即可。
x = time.strftime("%Y-%m-%d %H:%M:%S", time.localtime())print(x)
这里的学习,没有什么难度大的点,孰能生巧的知识。
strptime 函数的应用
x = time.strftime("%Y-%m-%d %H:%M:%S", time.localtime())print(x)# 方向操作,字符串格式化成 time.struct_timestruct_time = time.strptime(x, "%Y-%m-%d %H:%M:%S")print(struct_time)
需要记忆的就是 strftime
与 strptime
函数只有中间的字符不同,一个是 f
,另一个是 p
。
time 小节
对于 time 模块,sleep
函数属于必备知识点,但是太常用了,你肯定已经很熟悉了。
对于模块的学习,最权威的就是官方手册了,time 模块
datetime 模块
该模块比 time
模块高级了很多,并且对 time
模块进行了封装,提供的功能更加强大了。
在 datetime
模块中,Python 提供了 5 个主要的对象类,分别如下:
datetime
:允许同时操作时间和日期;date
:只操作日期;time
:只操作时间;timedelta
:用于操作日期以及测量时间跨度;tzinfo
:处理时区。
date 类
优先展示部分该类的属性和方法,都是记忆层面的知识。
min
、max
:date 对象能表示的最大、最小日期;resolution
:date 对象表示日期的最小单位,返回天;today()
:返回表示当前本地日期的 date 对象;fromtimestamp(timestamp)
:根据时间戳,返回一个 date 对象。
测试代码如下:
from datetime import dateimport timeprint('date.min:', date.min)print('date.max:', date.max)print('date.resolution:', date.resolution)print('date.today():', date.today())print('date.fromtimestamp():', date.fromtimestamp(time.time()))
输出结果:
date.min: 0001-01-01
date.max: 9999-12-31
date.resolution: 1 day, 0:00:00
date.today(): 2021-03-09
date.fromtimestamp(): 2021-03-09
date 对象的属性和方法
通过下述代码创建一个 date 对象:
d = date(year=2021,month=3,day=9)print(d)
该对象具备下述属性和方法:
d.year
:返回年;d.month
:返回月;d.day
:返回日;d.weekday()
:返回 weekday,如果是星期一,返回 0;如果是星期 2,返回 1,以此类推;d.isoweekday()
:返回 weekday,如果是星期一,返回 1;如果是星期 2,返回 2,以此类推;d.isocalendar()
:返回格式如(year, wk num, wk day);d.isoformat()
:返回格式如'YYYY-MM-DD'的字符串;d.strftime(fmt)
:自定义格式化字符串,与 time 模块中的 strftime 类似。
time 类
time
类定义的类属性:
min
、max
:time 类所能表示的最小、最大时间。其中,time.min = time(0, 0, 0, 0), time.max = time(23, 59, 59, 999999)
;resolution:时间的最小单位,这里是 1 微秒;
通过其构造函数可以创建一个 time
对象。
t = time(hour=20, minute=20, second=40)print(t)
time
类提供的实例方法和属性:
t.hour
、t.minute
、t.second
、t.microsecond
:时、分、秒、微秒;t.tzinfo
:时区信息;t.isoformat()
:返回型如”HH:MM:SS”格式的字符串时间表示;t.strftime(fmt)
:返回自定义格式化字符串。
datetime 类
该类是 date
类与 time
类的结合体,很多属性和方法前文已经介绍,再补充一些比较常用的属性和方法。
获取当前的日期与时间:
from datetime import datetimedt = datetime.now()print(dt)
获取时间戳:
dt = datetime.now()# 使用 datetime 的内置函数 timestamp()stamp = datetime.timestamp(dt)print(stamp)
timedelta 类
通过 timedelta
函数返回一个 timedelta
时间间隔对象,该函数没有必填参数,如果写入一个整数就是间隔多少天的的意思。
# 间隔 10 天timedelta(10)# 跨度为1 周timedelta(weeks=1)
两个时间间隔对象可以彼此之间相加或相减,返回的仍是一个时间间隔对象。
一个 datetime 对象如果减去一个时间间隔对象,那么返回的对应减去之后的 datetime 对象,然后两个 datetime 对象如果相减,返回的是一个时间间隔对象。
更多关于 datetime 类使用的知识,可以参考官方手册。
calendar 模块(日历)
此模块的函数都是日历相关的,例如打印某月的字符月历。
calendar
模块定义了 Calendar 类,它封装了值的计算, 例如给定月份或年份中周的日期。通过 TextCalendar 和 HTMLCalendar 类可以生成预格式化的输出。
基本代码:
import calendarc = calendar.TextCalendar(calendar.SUNDAY)c.prmonth(2021, 3)
上述代码,默认是从周日开始的,输出结果:
March 2021
Su Mo Tu We Th Fr Sa
1 2 3 4 5 6
7 8 9 10 11 12 13
14 15 16 17 18 19 20
21 22 23 24 25 26 27
28 29 30 31
该模块使用频率较低,详细使用参考地址 进行学习。
总结
到此,相信大家对“Python如何实现时间和日期库”有了更深的了解,不妨来实际操作一番吧!这里是编程网网站,更多相关内容可以进入相关频道进行查询,关注我们,继续学习!
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