time与datetime | 第14期

     开发与实际问题相关的项目时，难免会需要处理时间信息。在python中，开发者可以使用多个内置模块处理时间，这些内置模块在一些功能上可能存在重合点，但是需要了解这些模块的侧重点差异。本文就讨论一下python中处理时间最常用的time和datetime这两个模块。time模块侧重点是处理与操作系统更接近的时间，其依赖的基本数据结构是时间戳和结构化的时间数据。需要知道的是，time所提供的功能的具体使用可能在不同的操作系统中存在差异。为了保证跨平台的通用性，可以使用datetime模块来进行时间的处理。datetime提供的功能更加符合人们对时间的思维习惯，因此在处理日常时间时更加方便和直观。最后还会讨论一下时区相关的问题，如果所开发的程序需要进行国际化的话，时区应该是必须要了解的。

1. time模块

      time提供了丰富的接口来获取时间戳，以及时间戳与结构化时间数据之间的转换。在python2中还常常使用clock函数，不过在python3.3之后就不建议使用了。time.time()用于获取时间戳，该时间戳是相对于1970年1月1日的秒数。使用time.gmtime()函数可以将时间戳转换为0时区的结构化数据。time.localtime()函数可以将时间戳转换为本地时区的结构化数据。time.ctime()函数可以将时间戳转换为人类可读的形式。还有一些其他函数的功能和使用方法在以下的演示中说明。

import time

ts = time.time()              # 获取当前时间戳，相对于1970年1月1日
print('时间戳：{}'.format(ts))

print(time.gmtime(ts))        # UTC时区的时间

time_st = time.localtime(ts)  # 本地时区的时间
print('本地时间结构化数据：', time_st)

print(time.ctime(ts))         # 将时间戳转换为人类可读的格式

print(time.asctime(time_st))  # 将时间结构化数据转换为人类可读的格式

print(time.mktime(time_st))   # 将时间结构化数据转换为时间戳

# 将时间结构化数据按指定格式转换为人类可读的格式
print(time.strftime('%Y%m%d %H:%M:%S', time_st))

# 将人类可读格式的时间转换为结构化数据
print(time.strptime('2019-10-22 12:00:00', '%Y-%m-%d %H:%M:%S'))

# 获取程序启动到当前的时间
print(time.perf_counter())

Output:

时间戳：1571736657.198418
time.struct_time(tm_year=2019, tm_mon=10, tm_mday=22, tm_hour=9, tm_min=30, tm_sec=57, tm_wday=1, tm_yday=295, tm_isdst=0)
本地时间结构化数据： time.struct_time(tm_year=2019, tm_mon=10, tm_mday=22, tm_hour=17, tm_min=30, tm_sec=57, tm_wday=1, tm_yday=295, tm_isdst=0)
Tue Oct 22 17:30:57 2019
Tue Oct 22 17:30:57 2019
1571736657.0
20191022 17:30:57
time.struct_time(tm_year=2019, tm_mon=10, tm_mday=22, tm_hour=12, tm_min=0, tm_sec=0, tm_wday=1, tm_yday=295, tm_isdst=-1)
2418.215584949

2. datetime模块

      datetime提供了比较高阶的时间处理接口，甚至可以直接进行时间运算，这对于需要计算时间数据的项目而言能够提升不少效率。datetime提供了时间戳与datetime数据结构相互转换的接口，这对于沟通这两个常用模块而言是非常不错的。timedelta提供了时间差的数据结构，这为时间的计算提供了友好的基础。在一些第三方模块中，虽然自定义了时间处理，但实际上仍然是使用python内建的datetime，比如django。掌握datetime对于熟练处理第三方模块中的时间也是至关重要的。

import datetime
print('time转换为datetime：{}'.format(datetime.datetime.fromtimestamp(time.time())))
tn1 = datetime.datetime.now()
print('当前时间：{}'.format(tn1))
ti1 = datetime.timedelta(days=2)
print('时间间隔：{}, type(ti1)={}'.format(ti1, type(ti1)))
print('时间运算：tn1+ti1={}'.format(tn1+ti1))
tn2 = datetime.datetime.now()
td = tn2-tn1
print('时间差：{}, type(td)={}'.format(td, type(td)))
print('datetime转换为time：{}'.format(tn2.timestamp()))

Output:

time转换为datetime：2019-10-22 17:40:52.079558
当前时间：2019-10-22 17:40:52.079733
时间间隔：2 days, 0:00:00, type(ti1)=<class 'datetime.timedelta'>
时间运算：tn1+ti1=2019-10-24 17:40:52.079733
时间差：0:00:00.000265, type(td)=<class 'datetime.timedelta'>
datetime转换为time：1571737252.079998

3. 时区

      在上面的演示中，其实已经提到了一些时区的概念，比如0时区。我们知道，同一时刻在不同时区中的时间读数是不一样的，但是不同时区使用的时间戳是一样的，都是以第0时区来进行定义的。比如我们可以使用utcfromtimestamp函数将时间戳转换为0时区的datetime，我们也可以对datetime对象的时区进行修改。以下演示说明了时区的修改方法以及修改之后的表现。

print('在0时区将time转换为datetime：{}'.format(datetime.datetime.utcfromtimestamp(time.time())))
tz_8 = datetime.timezone(datetime.timedelta(hours=8))
now = datetime.datetime.now()
now_8 = now.replace(tzinfo=tz_8)
print('东8区时间：{}'.format(now_8))
tz_9 = datetime.timezone(datetime.timedelta(hours=9))
print('东9区时间：{}'.format(now.replace(tzinfo=tz_9)))

Output:

在0时区将time转换为datetime：2019-10-22 10:27:39.248067
东8区时间：2019-10-22 18:27:39.248538+08:00
东9区时间：2019-10-22 18:27:39.248538+09:00

      到此，关于python中time与datetime这两个与时间相关的模块就讨论完毕。事实上，我们常用的时间大概是两大类，一类是测量程序运行时间的，另一类是表征现实时间的。对于第一类需求，直接适应time.time()函数即可，对于第二类需求直接使用datetime就行，至于其他的接口并不是太常用。如果需要开发一些网络应用，时区还是需要了解一些，即使不显式使用时区，也可以避免开发过程中遇到与时区相关的错误。

github链接：https://github.com/cnbluegeek/notebook/tree/master

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