6大模块拿下Python时间序列

公众号：尤而小屋
作者：Peter
编辑：Peter

大家好，我是Peter~

在我们的生活中，时间总是无处不在的：

• 我每天早上9点坐地铁去上班
• 上周一的上午10点半，我开了个会
• 2008年8月8日北京奥运会开幕
• 小明同学出生在1998年1月4日10点09分
• 北京时间是以东八区为准的
• 我想给这个自己的爬虫价格定时任务……

我们似乎生活在一个被年、月、日、时、分、秒、毫秒等时间包围的世界中，但你真的了解时间吗？Python又有哪些处理时间的相关库呢？时间序列又有什么妙用？

接下来Peter会开启Pandas一系列以时间序列为主题的进阶文章，随时更新，欢迎阅读~

科普内容

秒

目前世界上公认的秒：指的是在现行国际单位制下，在1967年召开的第13届国际度量衡大会对秒的定义是：铯133原子基态的两个超精细能级间跃迁对应辐射的9,192,631,770个周期的持续时间。

起始历元定在1958年1月1日0时。

下面是记录的是秒的各级单位（来自维基百科），感觉自己也长见识了：

闰秒

除了我们常听到的闰年，还有闰秒的概念。

闰秒是指为保持协调世界时接近于世界时时刻，由国际计量局统一规定在年底或年中（也可能在季末）对协调世界时增加或减少1秒的调整。

由于地球自转的不均匀性和长期变慢性（主要由潮汐摩擦引起的），会使世界时（民用时）和原子时之间相差超过到±0.9秒时，就把世界时向前拨1秒（负闰秒，最后一分钟为59秒）或向后拨1秒（正闰秒，最后一分钟为61秒）。

闰秒一般加在公历年末或公历六月末。

GMT

格林尼治平均时间（英语：Greenwich Mean Time，GMT）是指位于英国伦敦郊区的皇家格林尼治天文台当地的平太阳时，因为本初子午线被定义为通过那里的经线。

自1924年2月5日开始，格林尼治天文台负责每隔一小时向全世界发放调时信息。

格林尼治标准时间的正午是指当平太阳横穿格林尼治子午线时（也就是在格林尼治上空最高点时）的时间。

由于地球每天的自转是有些不规则的，而且正在缓慢减速，因此格林尼治平时基于天文观测本身的缺陷，已经被原子钟报时的协调世界时（UTC）所取代。

UTC

协调世界时间（Coordinated Universal Time）简称为UTC，也称为世界标准时间，基于国际原子钟，误差为每日数纳秒。

协调世界时的秒长与原子时的秒长一致，在时刻上则要求尽量与世界时接近（规定二者的差值保持在 0.9秒以内）。

Unix时间戳

时间戳指的是从协调世界时间（UTC）1970年1月1日0时0分0秒开始到现在的总秒数，一个小时表示为UNIX时间戳格式为：3600秒；一天表示为UNIX时间戳为86400秒，闰秒不计算。

时区

时区是地球上的区域使用同一个时间定义。

有关国际会议决定将地球表面按经线从南到北，划分成24个时区，并且规定相邻区域的时间相差1小时。

当人们跨过一个区域，就将自己的时钟校正1小时（规定：向西减1小时，向东加1小时），跨过几个区域就加或减几小时。比如我们伟大的中国处于东八区，表示为GMT+8。

Python时间模块

Python有很多的时间模块能够处理我们遇到的各种时间问题，后续会分别介绍各种库的使用，它们分别是：

• time
• datetime
• calendar
• pytz
• dateutil
• arrow

time 模块

简介

首先介绍的是Python中常用 time 模块。在Python文档中，time是属于GOSS（Generic Operating System Services），提供的是更加接近操作系统层面的服务。

同时，time模块主要还是围绕unix timestamp时间戳来进行的。

⚠️注意点：由于该模块是基于Unix Timestamp，所以其能表述的日期范围只能在 1970-2038 之间；如果说我们涉及到的日期不在这个范围内，必须使用datetime模块（后面介绍）。

使用

使用之前我们先导入模块，否则报错

import time


1、time：查看当前时间的时间戳

time.time()

1633396517.702991


2、localtime：查看当前时间的时间（以元组的形式）

如果我们不加参数，默认是当前时间的时间戳作为参数

传入的参数是时间戳。默认是当前时间的时间戳

time.localtime()

time.struct_time(tm_year=2021,  # 元组形式：年月日时分秒
                 tm_mon=10, 
                 tm_mday=5, 
                 tm_hour=9, 
                 tm_min=15, 
                 tm_sec=17, 
                 tm_wday=1, 
                 tm_yday=278, 
                 tm_isdst=0)


下表格是每个参数的含义解释：

序号	属性	值
0	tm_year	年，比如2020
1	tm_mon	月，1 到 12
2	tm_mday	日，1 到 31
3	tm_hour	时，0 到 23
4	tm_min	分，0 到 59
5	tm_sec	秒，0 到 61 (60或61 是闰秒)
6	tm_wday	一周中的第几天，0到6 (0是周一)
7	tm_yday	一年中的第几天，1 到 366
8	tm_isdst	-1, 0, 1, -1是决定是否为夏令时的旗帜

此外，我们还可以指定某个具体的时间戳作为参数：

time.localtime(1600000000)   # 指定时间戳

time.struct_time(tm_year=2020, 
                 tm_mon=9, 
                 tm_mday=13, 
                 tm_hour=20, 
                 tm_min=26, 
                 tm_sec=40, 
                 tm_wday=6, 
                 tm_yday=257, 
                 tm_isdst=0)


3、gmtime：返回当前时间的struct_time形式，UTC时区(0时区) ，可传入时间戳格式时间

传入的参数必须是时间戳。默认是当前时间的时间戳

time.gmtime()  # 默认当前时间戳

time.struct_time(tm_year=2021, tm_mon=10, tm_mday=5, tm_hour=1, tm_min=33, tm_sec=25, tm_wday=1, tm_yday=278, tm_isdst=0)

time.gmtime(time.time())   # time.time()也是获取当前时间戳

time.struct_time(tm_year=2021, tm_mon=10, tm_mday=5, tm_hour=1, tm_min=33, tm_sec=25, tm_wday=1, tm_yday=278, tm_isdst=0)

time.gmtime(1617880000)  # 指定一个时间戳

time.struct_time(tm_year=2021, tm_mon=4, tm_mday=8, tm_hour=11, tm_min=6, tm_sec=40, tm_wday=3, tm_yday=98, tm_isdst=0)


4、asctime：返回字符串形式的时间，可以传入struct_time形式时间，用来做转化

传入的参数是时间元组形式；结果是字符串形式

（1）默认情况使用：

（2）通过time.localtime()得到一个时间元组形式：

（3）传入当地时间的时间戳形式：

（4）通过time.time()得到时间戳，再将结果传给time.localtime()，得到时间元组，最后将元组再传给time.asctime()：

5、ctime：返回字符串形式的时间，可以传入时间戳格式时间，用来做转化

传入的参数是时间戳，结果是字符串形式

（1）默认情况

（2）指定某个时间戳

（3）传入中间结果的时间戳

time.time()得到的是当前时间的时间戳

6、mktime：时间元组转成时间戳形式，必须带上时间元组作为参数

传入参数是时间元组形式，返回的结果是时间戳

（1）通过time.localtime()得到时间元组，传给time.mktime

（2）传入其他事件元组的结果作为参数

7、strftime：把一个时间元组格式化为时间字符串。如果未指定，默认将传入time.localtime()。如果元组中任何一个元素越界，将会报错。

传入参数是元组格式的时间，返回结果是时间字符串

（1）默认输出的都是当前时间

（2）指定某个时间元组

在指定格式的同时，我们还可以传入一个时间元组：

下表格是常用的时间格式和含义：

格式	含义	取值范围（样式）
%y	去掉世纪的年份	00-99，如“19”
%Y	完整的年份	如2019
%j	指定日期是一年中的第几天	范围001-366
%m	返回的是月份	范围：01-12
%b	本地简化月份的名称	简写的英文月份
%B	本地完整月份的名称	完整的英文月份
%d	该月的第几日	如，5月1日返回的是“01”
%H	第几小时，24小时制	00-23
%l	第几小时，12小时制	00-12
%M	分钟	00-59
%S	秒	00-59
%U	该年中的第几个星期（周日为一周的起点）	00-53
%W	同上，周一为起点	00-53
%w	一个星期中的第几天	0-6
%Z	时区	在大陆测试返回的是CST
%x	日期	日/月/年
%X	时间	时：分：秒
%c	详细日期时间	日/月/年时：分：秒
%%	%字符	'%'字符
%p	上下午	AM or PM

8、strptime：将字符串形式的时间转成时间元组；和strftime相反功能

两个参数：第一个是字符串形式的时间数据，第二个是我们指定的格式

8大方法总结

time模块的8大方法的输入和输出总结：

方法	输入	输出
time	无	时间戳
localtime	时间戳	时间元组
gmtime	时间戳	时间元组
asctime	时间元组	字符串
ctime	时间戳	字符串
mktime	时间元组	时间戳
strftime	格式、时间元组（可选）	字符串
strptime	字符串、格式	时间元组

时间网站

时间与日期

1、公历转农历：https://pypi.python.org/pypi/LunarSolarConverter/

2、Moment：https://github.com/zachwill/moment

3、When：https://whenpy.readthedocs.io/en/latest/

4、Pendulum：https://pendulum.eustace.io/

5、时间机器：https://github.com/spulec/freezegun

6、工作日历：https://github.com/peopledoc/workalendar

7、中国法定节假日：https://github.com/NateScarlet/holiday-cn

8、Python3-cookbook：https://python3-cookbook.readthedocs.io/zh_CN/latest/index.html

时间戳相关

在很多的时候我们遇到的时间都是通过时间戳的形式表示的，如何将时间戳转成我们常见的时间形式呢？介绍几个常用的网站：

1、站长工具：https://tool.chinaz.com/tools/unixtime.aspx

2、sojson：https://www.sojson.com/unixtime.html

3、Toolfun：https://tools.fun/timestamp.html

4、北京时间：https://www.beijing-time.org/shijianchuo/

5、在线工具：https://tool.lu/timestamp/

最后一张6个模块的完整思维导图送给你们，后续会更新剩下5个库的使用：

• 欢迎关注公众号：尤而小屋
• 回复 time 即可领取高清思维导图

推荐阅读

尤而小屋，一个温馨的小屋。小屋主人，一手代码谋求生存，一手掌勺享受生活，欢迎你的光临