Python——第五章：time模块、datetime模块

time模块

在平常的代码中，我们常常需要与时间打交道。在Python中，与时间处理有关的模块就包括：time，datetime，calendar（很少用，不讲），下面分别来介绍。

我们写程序时对时间的处理可以归为以下3种：时间的显示，在屏幕显示、记录日志等"2022-03-04"

时间的转换，比如把字符串格式的日期转成Python中的日期类型时间的运算，计算两个日期间的差值等

在Python中，通常有这几种方式来表示时间：

1. 时间戳（timestamp）, 表示的是从1970年1月1日00:00:00开始按秒计算的偏移量。例子：1554864776.161901
2. 格式化的时间字符串，比如“2020-10-03 17:54”
3. 元组（struct_time）共九个元素。由于Python的time模块实现主要调用C库，所以各个平台可能有所不同，
4. mac上：time.struct_time(tm_year=2020, tm_mon=4, tm_mday=10, tm_hour=2,tm_min=53, tm_sec=15, tm_wday=2, tm_yday=100, tm_isdst=0)

索引（Index） 属性（Attribute）         值（Values）
0             tm_year（年）             2011
1             tm_mon（月）              1 - 12
2             tm_mday（日）             1 - 31
3             tm_hour（时）             0 - 23
4             tm_min（分）              0 - 59
5             tm_sec（秒）              0 - 61
6             tm_wday（weekday）        0 - 6（0表示周一）
7             tm_yday（一年中的第几天） 1 - 366
8             tm_isdst（是否是夏令时）  默认为-1

UTC时间

UTC（Coordinated Universal Time，世界协调时）亦即格林威治天文时间，世界标准时间。在中国为UTC+8，又称东8区。DST（Daylight Saving Time）即夏令时。

time模块的常用方法

time.sleep(secs) ：线程推迟指定的时间运行,单位为秒。

import time
# time.sleep(secs)    可以暂停一段时间(秒)
print("你好啊")
time.sleep(3)    #程序等待3秒
print("你也好啊")

---

可以控制程序执行的频率

while True:
    print("爬虫程序正在抓取百度信息")
    time.sleep(3)

---

甚至可以用随机数进行替换

import time
import random

# 生成一个1-5秒的随机延迟
delay = random.uniform(1, 5)

# 暂停相应的随机时间
time.sleep(delay)

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time.time() ：获取当前时间的时间戳。（数字类型的时间）

time.time() 它返回当前时间的时间戳。时间戳是自1970年1月1日00:00:00（UTC）以来的秒数，不包括闰秒。

这个函数通常用于获取代码运行时的时间，可以用于性能测试、时间戳日志等。返回的时间戳是一个浮点数，表示秒数，同时也可以表示毫秒、微秒等。

下面是一个简单的例子：

import time
print(time.time())

#运行结果 2023-12-05 17:36:44.449821
1701769004.449821

1701769004.449821 这个数字是一个十进制数，表示的是从1970年1月1日00:00:00 UTC到现在的秒数，以及微秒数。其中，小数点后面的部分（449821）表示的是微秒数

使用time计算时间差运算（单位秒）

import time
start = time.time()
for i in range(1000):
    a=i
end = time.time()
print(end-start)    #计算循环运算耗费了多少时间

994
995
996
997
998
999
0.006974002838134766

Datetime模块

相比于time模块，datetime模块的接口则更直观、更容易调用

datetime模块定义了下面这几个类：

• datetime.date：表示日期的类。常用的属性有year, month, day；
• datetime.time：表示时间的类。常用的属性有hour, minute, second, microsecond；
• datetime.datetime：表示日期时间。
• 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。（这里不详细充分讨论该类，感兴趣的童鞋可以参考python手册）

我们需要记住的方法仅以下几个：

1.获取当前的datetime时间和日期

datetime.datetime.now()

可以配合调用.timestamp()、.today()、.year、.timetuple()、.time()等方法

import datetime

print(datetime.datetime.now())       # 打印当前日期
print(datetime.datetime(2013, 12, 5, 17, 58, 43))    # 打印指定日期2013-11-05 17:58:43
print(datetime.datetime.now().timestamp())    # 打印时间戳
print(datetime.datetime.now().today())    # 打印现在时间
print(datetime.datetime.now().year)    # 打印现在年
print(datetime.datetime.now().timetuple())    # 转化为time.struct_time()的9个元素的时间元组
print(datetime.datetime.now().time())    # 只显示现在时间，没有日期

#运行结果
2023-12-05 17:58:54.203664
2013-11-05 17:58:43
1701770334.203664
2023-12-05 17:58:54.203664
2023
time.struct_time(tm_year=2023, tm_mon=12, tm_mday=5, tm_hour=17, tm_min=58, tm_sec=54, tm_wday=1, tm_yday=339, tm_isdst=-1)
17:58:54.203664

datetime.date

print(datetime.date.today())    # 只显示今天日期，没有时间
print(datetime.date(1990-12-12))    # 指定一个时间

#运行结果
2023-12-05
1990-12-12

2.把一个时间戳转为datetime日期类型datetime.date.fromtimestamp(1701770334.203664)

import datetime
print(datetime.datetime.fromtimestamp(1701770334.203664))
print(datetime.date.fromtimestamp(1701770334.203664))

#运行结果
2023-12-05 17:58:54.203664
2023-12-05

3. 时间运算datetime.timedelta() 

print(datetime.datetime.now())
print(datetime.datetime.now() + datetime.timedelta(-4)) # 默认参数是天，当前时间 -4天
print(datetime.datetime.now() + datetime.timedelta(days=5, hours=3, minutes=30)) # 详细设置参数，当前时间+5天，3小时，30分钟

#运行结果
2023-12-09 17:37:11.701322
2023-12-05 17:37:11.701322    #当前时间 -4天
2023-12-14 21:07:11.701322    #当前时间 +5天，3小时，30分

单位换算.total_seconds()、

import datetime
t1 = datetime.datetime(2018, 1, 2, 12, 30, 0)
t2 = datetime.datetime.today()
diff = t2 - t1
print(diff)
print(diff.total_seconds())    #换算成秒
#运行结果
2167 days, 4:34:55.250549
187245295.250549

4. 时间替换.replace()

print(datetime.datetime.now().replace(year=2999,month=11,day=30))
2999-11-30 15:12:17.046692

5.格式化一个时间.strftime()

strftime => str + f(format) + time   字符串+格式化+时间

使用标准的系统时间，默认的格式是：2023-12-09 17:59:45.835316

t = datetime.datetime.now()
print(t)

#运行结果
2023-12-09 17:59:45.835316

python中时间日期格式化符号：

%y 两位数的年份表示（00-99）
%Y 四位数的年份表示（000-9999）
%m 月份（01-12）
%d 月内中的一天（0-31）
%H 24小时制小时数（0-23）
%I 12小时制小时数（01-12）
%M 分钟数（00-59）
%S 秒（00-59）
%a 本地简化星期名称
%A 本地完整星期名称
%b 本地简化的月份名称
%B 本地完整的月份名称
%c 本地相应的日期表示和时间表示
%j 年内的一天（001-366）
%p 本地A.M.或P.M.的等价符
%U 一年中的星期数（00-53）星期天为星期的开始
%w 星期（0-6），星期天为星期的开始
%W 一年中的星期数（00-53）星期一为星期的开始
%x 本地相应的日期表示
%X 本地相应的时间表示
%Z 当前时区的名称
%% %号本身

利用表中的对应关系，我们把标准的时间（2023-12-09 17:59:45.835316）改造成我们需要的时间格式（2023年12月09日 17小时59分钟45秒）

t = datetime.datetime.now()
print(t)
print(t.strftime("%Y年%m月%d日 %H小时%M分钟%S秒"))

#运行结果
2023-12-09 17:59:45.835316
2023年12月09日 17小时59分钟45秒

6.计算时间差

手动输入时间，把字符串以特定格式转换成时间.strptime => str + p(parse) + time   字符串+转化+时间

import datetime
s1 = input("请输入第一个时间（yyyy-mm-dd HH:MM:SS）:")
s2 = input("请输入第二个时间（yyyy-mm-dd HH:MM:SS）:")

# 把字符串转化成时间
t1 = datetime.datetime.strptime(s1, "%Y-%m-%d %H:%M:%S")
t2 = datetime.datetime.strptime(s2, "%Y-%m-%d %H:%M:%S")
print(t2 - t1)

#运行结果
请输入第一个时间（yyyy-mm-dd HH:MM:SS）:2022-12-1 1:1:1
请输入第二个时间（yyyy-mm-dd HH:MM:SS）:2023-12-1 2:2:1
365 days, 1:01:00

这里需要感受一下，形参和实参的对应关系。

总结：

time必要掌握的内容

time.sleep(secs)    #让程序休眠多少秒
time.time()    #获取当时的时间戳

datetime必要掌握的内容

datetime.datetime.now()    #系统时间
datetime.datetime(2013, 12, 5, 17, 58, 30)    #自定义指定一个时间
.strftime("%Y年%m月%d日 %H小时%M分钟%S秒"))    #格式化一个时间
.strptime(str, "%Y-%m-%d %H:%M:%S")    #把字符串转化为时间
date.today()    #获取今天的时间

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time模块扩展阅读：

由于time模块复杂以及难以调用，time后面大多的功能都被datetime模块替代，仅提供大家了解

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time.localtime([secs])：将一个时间戳转换为当前时区的struct_time。如果 secs 参数省略，则默认使用当前时间。它返回的是一个时间元组（time.struct_time），包含年、月、日、小时、分钟、秒等信息。

import time
print(time.localtime())

#运行结果
time.struct_time(tm_year=2023, tm_mon=12, tm_mday=5, tm_hour=17, tm_min=33, tm_sec=6, tm_wday=1, tm_yday=339, tm_isdst=0)

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time.gmtime([secs])：和time.localtime()方法类似，time.gmtime([secs])函数将给定的时间戳转换为UTC时间（即协调世界时）。如果 secs 参数省略，则默认使用当前时间。它返回的是一个时间元组（time.struct_time），包含年、月、日、小时、分钟、秒等信息。

import time
print(time.gmtime())

#运行结果
time.struct_time(tm_year=2023, tm_mon=12, tm_mday=5, tm_hour=9, tm_min=35, tm_sec=55, tm_wday=1, tm_yday=339, tm_isdst=0)

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time.mktime(t) ：将一个struct_time转化为时间戳。time.mktime() 函数接受一个时间元组作为参数，但时间元组的各个字段应该是按照顺序排列的，而不能使用关键字参数。

import time
print(time.mktime(time.localtime()))    #把当前时间，以时间戳的方式输出
print(time.mktime((2023, 12, 5, 11, 1, 8, 5, 343, 0)))    #把指定时间，以时间戳的方式输出

#运行结果
1701768786.0
1701745268.0

在这个例子中，我按照 (tm_year=2023, tm_mon=12, tm_mday=5, tm_hour=11, tm_min=1, tm_sec=55, tm_wday=1, tm_yday=339, tm_isdst=0) 的顺序提供了时间元组的各个字段。请注意，tm_wday（星期几）和 tm_yday（一年中的第几天）这两个字段是自动计算的，所以你无需手动提供它们的值。

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time.strftime(format[, t]) ：把一个代表时间的元组或者struct_time“如由time.localtime()和time.gmtime()返回”转化为格式化的时间字符串。如果t未指定，将传入time.localtime()。

import time
print(time.strftime("%Y-%m-%d %X", time.localtime()))

#运行结果
2023-12-05 17:45:31

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time.strptime(string[, format]) ：把一个格式化时间字符串转化为struct_time。实际上它和strftime()是逆操作。

import time
time.strptime("2023-12-5 17:54","%Y-%m-%d %H:%M")

#运行结果
time.struct_time(tm_year=2023, tm_mon=12, tm_mday=5, tm_hour=17, tm_min=54, tm_sec=0, tm_wday=1, tm_yday=339, tm_isdst=-1)

time时间戳和时间关系转换图

字符串转时间格式对应表非常复杂，十分不好记录，因此time模块基本上被datetime取代了