Python时间日期格式化之time与datetime模块总结

1 引言

在实际开发过程中，我们经常会用到日期或者时间，那么在Python中我们怎么获取时间，以及如何将时间转换为我们需要的格式呢？在之前的开发中，也曾遇到time、datetime等模块下的不同函数，这些函数名又很是相似，几次下来头都昏了，今天来彻底总结梳理一下Python中日期时间获取与格式化。

2 理论准备

        首先必须做一点理论准备，不然待会都不知道为什么会有这些函数。介绍3个概念：

UTC time Coordinated Universal Time，世界协调时，又称格林尼治天文时间、世界标准时间。与UTC time对应的是各个时区的local time，也就是本地时间，例如我们的北京时间。

epoch time表示时间开始的起点；它是一个特定的时间，不同平台上这个时间点的值不太相同，对于Unix而言，epoch time为 1970-01-01 00:00:00 UTC。

timestamp（时间戳） 也称为Unix时间 或 POSIX时间；它是一种时间表示方式，表示从格林尼治时间1970年1月1日0时0分0秒开始到现在所经过的毫秒数，其值为float类型。 但是有些编程语言的相关方法返回的是秒数，例如我们的天下第一编程语言-Python大法就是这样（请不要反驳我）。所谓的时间戳timestamp就是当前时间与格林尼治时间1970年1月1日0时0分0秒之间过了多少秒。

相应的，日期时间就有三种表示方法：

1）stamptime时间戳，时间戳表示的是从1970年1月1日00:00:00开始按秒计算的偏移量。stamptime表现为一个float类型数据。

2）struct_time时间元组，共有九个元素组。stamptime时间戳和格式化时间字符串之间的转化必须通过struct_time才行，所以struct_time时间元组时3中时间表示的中心。

3）format time 格式化时间，已格式化的结构字符串使时间更具可读性。包括自定义格式和固定格式。

那么，下面要说的就是怎么获取这三个时间，并进行这三个时间之间的转化。先总结一下time模块。

3 time模块

先放两个图：

time模块中，几乎所有时间获取与格式转化的函数都在上图中了，只要理清了这幅图的关系，那么time模块就不再是问题。图中，蓝色方块表示那三种时间格式，箭头表示时间的转化。下面，重点来了：

1）获取当前时间的方法只有一个，那就是通过上图中的函数1——time.time()。也就是说，要想获取当前时间，只能通过这个方法，而且获取的是时间戳格式的时间。想直接获取当前时间的时间元组格式或格式化字符串？没门，只能老老实实转化。

2）当传入默认参数时，指的是使用当前时间作为参数值。图中带黄色底纹的都是设有默认值的参数（虽然默认值为None），函数2、3不传入该参数时，系统会自动获取当前时间的时间戳作为该参数值。而函数5则是系统会自动获取当前时间的时间元组作为该参数值，不是不能直接获取当前时间的时间元组吗？是的，但系统会先获取当前时间的时间戳，然后转化为时间元组。上图中只有向左的箭头所代表的函数才有默认值，就是因为向右才能由时间戳转化得到需要的时间格式。

3） localtime（函数2）和gmtime（函数3）都可以实现将时间戳转化为时间元组，但是，localtime转化的是本地时间，gmtime转为的是世界标准时间。

4）asctime（函数7）和ctime（函数8）只能转为为%a %b %d %H:%M:%S %Y格式的字符串时间。不传入参数时，用的也是当前时间。

5）struct_time元组元素结构：

struct_time属性值的获取方式有两种：

• • 　　可以把它当做一种特殊的有序不可变序列通过 下标/索引 获取各个元素的值，如t[0]
  • 　　也可以通过对象名 “t.属性名” 的方式来获取各个元素的值，如t.tm_year。

6）format time结构化表示：

在代码中实践一下上面的内容：

1）time.time()

>>> import time
>>> time.time()
1545216390.84174

2）time.localtime()

>>> time.localtime() # 不传入参数
time.struct_time(tm_year=2018, tm_mon=12, tm_mday=19, tm_hour=18, tm_min=47, tm_sec=30, tm_wday=2, tm_yday=353, tm_isdst=0)
>>> time.localtime(time.time()) # 传入当前时间
time.struct_time(tm_year=2018, tm_mon=12, tm_mday=19, tm_hour=18, tm_min=47, tm_sec=39, tm_wday=2, tm_yday=353, tm_isdst=0)
>>> time.localtime(1544200000.1232) # 传入其他时间戳
time.struct_time(tm_year=2018, tm_mon=12, tm_mday=8, tm_hour=0, tm_min=26, tm_sec=40, tm_wday=5, tm_yday=342, tm_isdst=0)

4）time.mktime()

>>> time.mktime(time.localtime())
1545216822.0

5）strftime(format, p_tuple=None)

>>> time.strftime('%y-%m-%d' , time.localtime())
'18-12-19'
>>> time.strftime('%Y-%m-%d' , time.localtime())
'2018-12-19'
>>> time.strftime('%Y年%m月%d日 %M时%I分%S秒' , time.localtime())
'2018年12月19日 54时06分20秒'

　　6）strptime(string, format)

 

>>> time.strptime('2018年12月08日 34时10分04秒' , '%Y年%m月%d日 %M时%I分%S秒')
time.struct_time(tm_year=2018, tm_mon=12, tm_mday=8, tm_hour=10, tm_min=34, tm_sec=4, tm_wday=5, tm_yday=342, tm_isdst=-1)
>>> time.strptime('2018年12月19日 54时06分20秒' , '%Y年%m月%d日 %M时%I分%S秒')
time.struct_time(tm_year=2018, tm_mon=12, tm_mday=19, tm_hour=6, tm_min=54, tm_sec=20, tm_wday=2, tm_yday=353, tm_isdst=-1)

7）asctime(p_tuple=None)

>>> time.asctime() # 不传入参数，默认是当前时间
'Wed Dec 19 18:59:22 2018'
>>> time.asctime(time.localtime(1544278402.1804464))
'Sat Dec  8 22:13:22 2018'

8）ctime(seconds=None)

>>> time.ctime() # 不传入参数
'Wed Dec 19 19:00:05 2018'
>>> time.ctime(1544278402.1804464)
'Sat Dec  8 22:13:22 2018'

4 datetime模块

datetime模块是time模块的进一步封装，对用户更加友好，在时间各属性的获取上回更加方便一些，当然，在效率上会略微低一些。datetime模块的功能主要都几种在datetime、date、time、timedelta、tzinfo五个类中。这五个类功能如下表所示：

4.1 date类

先来说说date类，其定义如下：

class datetime.date(year, month, day)

year, month 和 day都是是必须参数，各参数的取值范围为：

　　类方法和属性

　　对象方法和属性

4.2 time类

定义格式：

class datetime.time(hour, [minute[, second, [microsecond[, tzinfo]]]])

　　hour为必须参数，其他为可选参数。各参数的取值范围为：

　　类方法和属性

　　对象方法和属性

4.3 datetime类

datetime类的定义如下：

class datetime.datetime(year, month, day, hour=0, minute=0, second=0, microsecond=0, tzinfo=None)

year, month 和 day是必须要传递的参数， tzinfo可以是None或tzinfo子类的实例。

各参数的取值范围为：

如果一个参数超出了这些范围，会引起ValueError异常。

　　类方法和属性:

对象方法和属性:

上面是date、time、datetime三个类的方法和属性，关于这三个类，使用方法上基本与time模块差不多，看方法名基本就一目了然，实在忘记，直接查表就好，本文不在过多介绍。

4.4 timedelta类

timedelta可以方便实现日期（date实例、time实例、datetime实例）之间的加减运算。

datetime.timedelta类的定义

class datetime.timedelta(days=0, seconds=0, microseconds=0, milliseconds=0, hours=0, weeks=0)

　　所有参数都是默认参数，因此都是可选参数。参数的值可以是整数或浮点数，也可以是正数或负数。内部值存储days、seconds 和 microseconds，其他所有参数都将被转换成这3个单位：

• 1毫秒转换为1000微秒
• 1分钟转换为60秒
• 1小时转换为3600秒
• 1周转换为7天

然后对这3个值进行标准化，使得它们的表示是唯一的：

• microseconds : [0, 999999]
• seconds : [0, 86399]
• days : [-999999999, 999999999]

　　类属性:

　　实例方法和属性:

 5 总结

对于Python中时间、日期模块的应用主要集中在time模块和datetime模块中，其中涉及到的方法和属性有些多容易混淆，可以以time模块为出发点，只要理清time模块中3种时间格式之间的关系，就容易记忆了。