Python时间处理模块time和datetime详解

一、time 模块

time模块是Python标准库中最基础、最常用的模块之一。它提供了各种处理时间的方法和函数，如获取当前时间、格式化时间、计算时间差等。time模块大部分函数的底层实现是 C 语言库的时间处理函数。

1.1、获取时间相关函数

1.1.1、time.time()函数

时间戳是指格林威治时间1970年01月01日00时00分00秒（北京时间1970年01月01日08时00分00秒）起至现在的总秒数，由于是基于Unix Timestamp，所以其所能表述的日期范围被限定在 1970 ~ 2038 之间。

获取当前的时间戳（从Unix纪元开始的秒数），返回一个浮点型数值。

import time
 
# 获取当前的时间戳（以秒为单位）
print(time.time())  # 1724168591.386799
# 获取当前的纳秒级时间戳
print(time.time_ns())  # 1724168591386807429
# 将时间戳精确到毫秒然后四舍五入，说明：1秒=1000毫秒=1000000微秒=1000000000纳秒
print(round(time.time() * 1000))  # 1724168591387

1.1.2、time.ctime()函数

将时间戳转换为可读的字符串形式，如“Thu Aug 22 13:44:12 2024”。

import time
print(time.ctime())  # Thu Aug 22 13:44:12 2024

1.1.3、time.gmtime()函数

获取当前的时间，并将时间戳转换为UTC时区的时间，此方法返回的是一个时间元组。

struct_time时间元组，为结构化数据，共有九个元素。

import time
print(time.gmtime())  # time.struct_time(tm_year=2024, tm_mon=8, tm_mday=22, tm_hour=5, tm_min=46, tm_sec=5, tm_wday=3, tm_yday=235, tm_isdst=0)

1.1.4、time.localtime([sec])函数

获取当前的时间，并将时间戳转化成一个本地时区的struct_time，如果sec参数未输入，则以当前时间为转化标准。

import time

# 将时间戳传递给localtime函数得到时间元组
c_time = time.localtime(time.time())
print(c_time)  # time.struct_time(tm_year=2024, tm_mon=8, tm_mday=21, tm_hour=11, tm_min=6, tm_sec=23, tm_wday=2, tm_yday=234, tm_isdst=0)
# 直接调用localtime()函数也是可以得到时间元组
l_time = time.localtime()
print(l_time)  # time.struct_time(tm_year=2024, tm_mon=8, tm_mday=21, tm_hour=11, tm_min=6, tm_sec=23, tm_wday=2, tm_yday=234, tm_isdst=0)

1.2、格式化时间相关函数

1.2.1、time.asctime()函数

最简单的获取可读的时间模式的函数是asctime()。

import time
 
c_time = time.localtime(time.time())
print(time.asctime(c_time))  # Wed Aug 21 11:19:14 2024
l_time = time.localtime()
print(time.asctime(l_time))  # Wed Aug 21 11:19:14 2024

1.2.2、time.strftime()函数

strftime(format, time)：将时间元组（struct_time对象）格式化为字符串，可以指定格式。 

import time
 
formattime1 = time.strftime("%Y-%m-%d %H:%M:%S", time.localtime())
print(formattime1)  # 输出字符串格式的时间：2024-08-21 11:26:37
formattime2 = time.strftime("%a %b %d %H:%M:%S %Y", time.localtime())
print(formattime2)  # 输出字符串格式的时间：Wed Aug 21 11:26:37 2024

1.2.3、time.strptime()函数

strptime(date_string, format)：将字符串解析为时间元组，可以指定格式。

import time
 
t1 = time.strptime("2024-03-11 10:45:55", "%Y-%m-%d %H:%M:%S")
print(t1)  # time.struct_time(tm_year=2024, tm_mon=3, tm_mday=11, tm_hour=10, tm_min=45, tm_sec=55, tm_wday=0, tm_yday=71, tm_isdst=-1)

1.2.4、time.mktime() 函数

time.mktime() ：函数的参数是一个struct_time对象或完整的9位元组，表示本地时间，将该时间元组解析为一个时间戳。

import time
 
timestamp1 = time.mktime(time.localtime())
print(timestamp1)  # 1724220894.0
timestamp2 = time.mktime(time.strptime("2023-03-11 09:35:11", "%Y-%m-%d %H:%M:%S"))
print(timestamp2)  # 1678498511.0

二、datetime模块

datetime模块是Python中处理日期和时间的高级模块，datetime模块是在time模块的基础上开发的，是对time模块的补充和扩展，可以提供更精确和高效的时间处理功能，它提供了更加丰富和灵活的时间处理功能，支持更多的时间格式和时间操作，并且功能更加强大。datetime模块提供了日期（date）、时间（time）、日期时间（datetime）等类型的操作。它也是基于C语言的时间库实现的。

datetime模块定义了下面这几个类:

datetime.date：表示日期的类，有3个属性（year、month、day），可进行日期的加减运算。 datetime.time：表示时间的类，有4个属性（hour、minute、second、microsecond），可以进行时间的加减运算。 datetime.datetime：表示一个具体的日期时间，是date类和time类的结合体，具有date类和time类的所有属性和方法。 datetime.timedelta：表示时间间隔，即两个时间点之间的长度。 datetime.tzinfo：与时区有关的相关信息。 datetime.datetime_CAPI：日期时间对象C语言接口。

2.1、datetime.date类介绍

由于Python也是面向对象编程语言，所以针对类，就会有构造函数，该类的构造函数如下： 

class datetime.date(year, month, day): 

year: 表示年,范围[MINYEAR, MAXYEAR]，即[1, 9999] month: 表示月，范围[1, 12] day：一月中第几天，最大值根据给定的year，month参数来决定。例如闰年2月份有29天

2.1.1、date对象所能表示的最大最小日期

# 返回的是datetime.date类型的对象

# 返回的是datetime.date类型的对象
import datetime
print(datetime.date.max)  # 9999-12-31
print(datetime.date.min)  # 0001-01-01

2.1.2、date.today() 函数

# 返回一个当前本地日期的date类型的对象

# 返回一个当前本地日期的date类型的对象
import datetime
print(datetime.date.today())  # 2024-08-21

2.1.3、date.fromtimestamp()函数

# 根据给定的时间戳，返回一个date对象

# 根据给定的时间戳，返回一个date对象
import time
import datetime
 
now = time.time()
s = datetime.date.fromtimestamp(now)  # 2024-08-21

2.1.4、date.weekday()函数

# 参数必须是一个date类型的对象，返回该日期是一周中的第几天。返回值是一个整型。星期一，返回0；星期二，返回1...

# 参数必须是一个date类型的对象，返回该日期是一周中的第几天。返回值是一个整型。星期一，返回0；星期二，返回1...
import datetime
s = datetime.date.today()  # 输出：2024-08-21
d = datetime.date.weekday(s)  # 输出：2

2.1.5、date.isoweekday()函数

# 该函数需要一个datetime.date类型的参数。返回weekday中的星期几，星期一，返回1；星期二，返回2；以此类推。

# 该函数需要一个datetime.date类型的参数。返回weekday中的星期几，星期一，返回1；星期二，返回2；以此类推。
import datetime
s = datetime.date.today()  # 输出：2024-08-21
d = datetime.date.isoweekday(s)  # 输出：3

2.1.6、date.isocalendar()函数

例如，2004 年的第一天是星期四，因此 ISO 2004 年的第一个星期开始于 2003 年 12 月 29 日星期一，结束于 2004 年 1 月 4 日星期日

# 该函数需要一个datetime.date类型的参数。返回date类型对象中的year（年），week（周），weekday（一周中的第几天），返回值是一个元组
import datetime
s = datetime.date(2003, 12, 29)  # 2003-12-29
d = datetime.date.isocalendar(s)  # datetime.IsoCalendarDate(year=2004, week=1, weekday=1), 代表2004年中的第1周，第1周中的第1天

2.1.7、date.strftime(fmt)函数

# 返回自定义格式的时间字符串。fmt是自定义的时间格式
import datetime
s = datetime.date.today()  # 2024-08-21
d = s.strftime("%Y-%m-%d %H:%M:%S")  # 2024-08-21 00:00:00

2.1.8、date.replace(year, month, day)

# 生成一个新的日期对象  用参数指定的年，月，日代替原有对象中的属性。（原有对象仍保持不变）
import datetime
s = datetime.date.today()  # 2024-08-21
d = s.replace(year=2017)  # 2017-08-21

2.2、datetime.time类介绍

待续~

2.3、datetime.datetime类介绍

2.3.1、datetime.now()函数

# 返回一个表示当前本地时间的datetime对象，如果提供了参数tz，则获取tz参数所指时区的本地时间。
from datetime import datetime
 
# 获取当前日期时间
print(datetime.now())  # 2024-08-21 15:41:42.388216
# 获取当前时间
print(datetime.now().time())  # 15:41:42.388216
# 获取当前日期
print(datetime.now().date())  # 2024-08-21
# 获取当前时间元组
print(datetime.now().timetuple())  # time.struct_time(tm_year=2024, tm_mon=8, tm_mday=21, tm_hour=15, tm_min=41, tm_sec=42, tm_wday=2, tm_yday=234, tm_isdst=-1)

2.3.2、datetime.strftime()函数

datetime.strftime(datetime, format)：将datetime对象格式化为字符串，可以指定格式。

# 返回自定义格式的时间字符串。fmt是自定义的时间格式
from datetime import datetime
 
now = datetime.now()
print(now)  # 2024-08-21 22:49:27.570491
print(now.strftime("%Y-%m-%d %H:%M:%S"))  # 2024-08-21 22:49:27
print(now.strftime("%Y-%m-%d"))  # 2024-08-21
print(now.strftime("%H:%M:%S"))  # 22:49:27
 
# 如果我们想将01/09中的0给去掉该如何实现呢？不同的操作系统实现方式不一样
print(now.strftime('%Y/%-m/%-d'))  # Linux平台: 2024/8/21
print(now.strftime('%Y/%#m/%#d'))  # Windows平台: 2024/8/21

2.3.3、datetime.strptime()函数

datetime.strptime(date_string, format)：将字符串解析成datetime对象，可以指定格式。

from datetime import datetime
 
d = datetime.strptime("2018-10-08 09:00:00", "%Y-%m-%d %H:%M:%S")  # 2018-10-08 09:00:00
print(type(d))  # <class 'datetime.datetime'>

2.3.4、datetime.timestamp()函数

from datetime import datetime
 
# 创建一个datetime对象，假设为2023年3月1日中午12点
dt = datetime(2023, 3, 1, 12, 0)
# 将datetime对象转换为时间戳
timestamp = dt.timestamp()  # 1677643200.0
# 获取当前时间的时间戳
print(datetime.now().timestamp())  # 1724343305.378539

2.3.5、datetime.fromtimestamp()函数

datetime.fromtimestamp(timestamp, tz=None)：用于将Unix时间戳转换为datetime对象，其中timestamp是Unix时间戳，tz是时区信息（可选）

# 返回时间戳对应的本地日期时间
from datetime import datetime
print(datetime.fromtimestamp(1724230448.0))  # 2024-08-21 16:54:08

2.3.6、datetime.replace()函数

替换日期时间的某个部分，返回新的datetime对象。

# 替换部分日期时间
dt = datetime.datetime(2022, 10, 1, 12, 30, 45)
new_dt = dt.replace(year=2023)
print(new_dt)

2.4、datetime.timedelta类介绍

timedelta对象代表两个时间之间的时间差，我们进行时间上的增减的时候就可以用timedelta实现，timedelta类可以很容易地算出前几天或后几天的时刻，还可以查看第几周对应的时间，例如：timedelta(weeks=20) 20周将被自动转化为天数，前几天时刻，用减法，后几天时刻，则用当前时间加上timedelta(days=d, hours=h)。

2.4.1、两个date对象做差（相差多少天）

from datetime import date
 
d1 = date(2018, 10, 18)  # 构建日期对象
d2 = date(2017, 12, 31)  # 构建日期对象
d3 = date.today()  # 获取当天的日期
print((d1 - d2).days)  # 291
print(d3 - d2)  # 2425 days, 0:00:00
print(d3.__sub__(d2))  # 2425 days, 0:00:00

2.4.2、两个datetime对象做差（相差多少秒）

from datetime import datetime
 
time1 = datetime(2019, 1, 13, 12, 0, 0)  # 构建日期时间对象
time2 = datetime.now()  # 获取当前日期时间对象
# 计算两个日期时间对象的时间差（以秒计算）
differtime = (time2 - time1).total_seconds()  # 176881267.568535

2.4.3、计算未来和过去的时间

timedelta取值(days=0,seconds=0,microseconds=0,milliseconds=0,minutes=0,hours=0,weeks=0)

使用 days=1代表后一天，days=-1代表前一天，其他参数也一样。

from datetime import datetime, timedelta
 
now = datetime.now()
print(now + timedelta(weeks=10))  # 十周之后
print(now + timedelta(days=10))  # 十天之后
print(now + timedelta(hours=10))  # 十小时之后
print(now + timedelta(minutes=10))  # 十分钟之后
print(now + timedelta(seconds=10))  # 十秒之后
 
print(now + timedelta(weeks=-10))  # 十周之前
print(now + timedelta(days=-10))  # 十天之前
print(now + timedelta(hours=-10))  # 十小时之前
print(now + timedelta(minutes=-10))  # 十分钟之前
print(now + timedelta(seconds=-10))  # 十秒之前

三、Calendar模块

calendar模块提供了一些与日历相关的函数和类。它包含可打印的日历类，可以格式化周和月的天数，并将日历信息转换为不同的格式。基本上，calendar模块提供了一种将日期转换为特定格式的工具。它是纯Python的实现。

四、dateutil模块

dateutil模块是由Gustavo Niemeyer在2003年编写而成的对日期时间操作的第三方模块，对Python内置的datetime模块进行扩展时区和解析。

dateutil库主要有两个模块：parser和rrule，其中parser可以将字符串解析成datetime，而rrule则是根据定义的规则来生成datetime

dateutil模块特点：

能够计算日期时间相对增量，例如下周、下个月、明年、每月的最后一周等 可以计算两个给定日期和/或日期时间对象之间的相对增量 支持多种时区格式文件的解析，例如UTC时区、TZ时区等 支持包括RFC字符串或其他任何字符串格式的通用日期时间解析

官方文档：https://labix.org/python-dateutil

安装：pip install python-dateutil

4.1、dateutil库常用模块

dateutil库常用模块有三个：parser、rrule和relativedelta

dateutil.parser：将字符串解析成datetime dateutil.rrule：将参数输出datetime.datetime格式的时间 dateutil.relativedelta：日期时间偏移量

4.1.1、dateutil.parser

from dateutil import parser
 
# 没指定时间默认0点，没指定日期默认当天，没指定年份默认当年, 当年份放在前面时，只能按年月日的顺序
print(parser.parse('2024-08-08'))          # 2024-08-08 00:00:00
print(parser.parse('2024-07-08 10:45:52')) # 2024-12-24 10:55:55
print(parser.parse('20241224105555'))      # 2024-12-24 10:45:52
print(parser.parse('2024.10.10'))          # 2024-10-10 00:00:00
print(parser.parse('2007/09/15'))          # 2007-09-15 00:00:00
 
# fuzzy：开启模糊匹配，过滤无法识别的时间日期字符
print(parser.parse('Today is 11-29 10:45, I feel good.', fuzzy=True))   # 2024-11-29 10:45:00
 
# 当只有月日时，parser会将分隔符前面的数字解析为月份，后面的为日, 当有年份时，在前面的月份超出范围时，会自动判断哪个是月哪个是日
# 11.29解析结果异常，11-29、11/29可正常解析
print(parser.parse('11-29'))               # 2024-11-29 00:00:00
print(parser.parse('11/29/2023'))          # 2023-11-29 00:00:00
 
# 当前面的月份超过12时，parser会自动识别月和日
print(parser.parse('13/11/2023'))          # 2023-11-29 00:00:00
 
# 当分隔符为逗号时，只有月日时，要把月放在后面
# 当分隔符为逗号时，有年份时，年份要放在后面，要把月放在前面
print(parser.parse('29,11'))               # 2024-08-29 00:00:00
print(parser.parse('11,29,2024'))          # 2024-11-29 00:00:00
 
# 识别英文的月、日
print(parser.parse('November 29'))         # 2024-11-29 00:00:00
print(parser.parse('November 1st'))        # 2024-11-01 00:00:00
print(parser.parse('November 29 2023'))    # 2023-11-29 00:00:00
print(parser.parse('2023 November29'))     # 2023-11-29 00:00:00
print(parser.parse('11:45 AM'))            # 2024-11-29 11:45:00

4.1.2、dateutil.rrule()

rrule.rrule(freq, dtstart, interval, wkst, count, until, by)

freq：单位，可选的值为YEARLY、MONTHLY、WEEKLY、DAILY、HOURLY、MINUTELY、SECONDLY，即年月日周时分秒 dtstart、until：开始和结束时间，时间格式datetime.datatime类型 interval：间隔 wkst：周开始时间 count：生产时间的个数 by：指定匹配的周期，例如，byweekday=(MO,TU)：只有周一周二的匹配，取值如下：
          - bysetpos：必须为整数或者整数序列，设置匹配的周期频率
          - bymonth：设置匹配的月份
          - bymonthday：设置匹配每月的日期
          - byyearday：设置匹配每年的天数
          - byweekno：设置匹配第几周
          - byweekday：MO,TU,WE,TH,FR,SA,SU
          - byhour：设置匹配小时
          - byminute：设置匹配分钟
          - bysecond：设置匹配秒数

from dateutil import parser, rrule
 
# 生成一个连续的日期列表
print(list(rrule.rrule(rrule.DAILY, dtstart=parser.parse('2024-01-01'), until=parser.parse('2024-01-03'))))
# 输出：[datetime.datetime(2024, 1, 1, 0, 0), datetime.datetime(2024, 1, 2, 0, 0), datetime.datetime(2024, 1, 3, 0, 0)]
 
# 生成一个间隔一天的连续的日期列表
print(list(rrule.rrule(rrule.DAILY, interval=2, dtstart=parser.parse('2024-01-01'), until=parser.parse('2024-01-05'))))
# 输出：[datetime.datetime(2024, 1, 1, 0, 0), datetime.datetime(2024, 1, 3, 0, 0), datetime.datetime(2024, 1, 5, 0, 0)]
 
# 只保留前3个元素
print(list(rrule.rrule(rrule.DAILY, count=3, dtstart=parser.parse('2024-01-01'), until=parser.parse('2024-01-10'))))
# 输出：[datetime.datetime(2024, 1, 1, 0, 0), datetime.datetime(2024, 1, 2, 0, 0), datetime.datetime(2024, 1, 3, 0, 0)]
 
# 只取周六和周日日期时间
print(list(rrule.rrule(rrule.DAILY, byweekday=(rrule.SA, rrule.SU), dtstart=parser.parse('2024-01-01'), until=parser.parse('2024-01-10'))))
# 输出：[datetime.datetime(2024, 1, 6, 0, 0), datetime.datetime(2024, 1, 7, 0, 0)]
 
# 以月为间隔，生成3个月
print(list(rrule.rrule(rrule.MONTHLY, count=3, dtstart=parser.parse('2024-01-01'))))
# 输出：[datetime.datetime(2024, 1, 1, 0, 0), datetime.datetime(2024, 2, 1, 0, 0), datetime.datetime(2024, 3, 1, 0, 0)]
 
# rrule可计算出两个datetime对象间相差的年月日等时间数量
print(rrule.rrule(rrule.DAILY, dtstart=parser.parse('20240101'), until=parser.parse('20240201')).count())    # 32
# 不足N个月的，按N个月计算；不满整月的，按N-1个月计算
print(rrule.rrule(rrule.MONTHLY, dtstart=parser.parse('20240101'), until=parser.parse('20240201')).count())  # 2

4.1.3、dateutil.relativedelta()

from dateutil import parser, rrule, relativedelta
 
# datetime.timedelta与relativedelta.relativedelta()
from datetime import datetime, timedelta
 
# timedelta仅支持：weeks、days、hours、minutes、seconds，不支持月、年
# datetime.timedelta()计算上周
print(datetime.strftime(datetime.now() - timedelta(weeks=1), '%Y-%m-%d'))   # 2024-08-20
# relativedelta.relativedelta()计算上周
print(datetime.strftime(datetime.now() - relativedelta.relativedelta(weeks=1), "%Y-%m-%d"))   # 2024-08-20
 
# 计算上月初、计算上N月初
print(datetime.strftime(datetime.now() - relativedelta.relativedelta(months=1), "%Y-%m-01"))   # 2024-07-01
# 计算上月末、计算上N月末
print(datetime.strftime(datetime.strptime(datetime.now().strftime('%Y-%m-01'), '%Y-%m-%d') - relativedelta.relativedelta(days=1), '%Y-%m-%d'))   # 2024-07-31

附件

附件1：中英文单词对照表

中英文单词对照表

附件2：格式化时间参考表

格式化时间参考表

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