Python學習筆記__12.1章 內建模塊——datetime
1、概覽
datetime是Python處理日期和時間的標準庫。
1）獲取當前日期和時間（datetime.now()）
>>> from datetime import datetime
>>> now = datetime.now() # 獲取當前datetime
>>> print(now)
2015-05-18 16:28:07.198690
>>> print(type(now))
<class 'datetime.datetime'>
datetime是模塊，
如果僅導入import datetime，則必須引用全名datetime.datetime。
datetime.now()返回當前日期和時間，其類型是datetime類。
2）獲取指定日期和時間（datetime()）
要指定某個日期和時間，直接用參數構造一個datetime
>>> from datetime import datetime
>>> dt = datetime(2015, 4, 19, 12, 20) # 用指定日期時間創建datetime
>>> print(dt)
2015-04-19 12:20:00
3）datetime轉換為timestamp（timestamp()）
在計算機中，時間實際上是用數字表示的。我們把1970年1月1日 00:00:00 UTC+00:00時區的時刻稱為epoch time，記為0（1970年以前的時間timestamp為負數），當前時間就是相對於epoch time的秒數，稱為timestamp。
可以認為：
timestamp = 0 = 1970-1-1 00:00:00 UTC+0:00
對應的北京時間是：
timestamp = 0 = 1970-1-1 08:00:00 UTC+8:00
timestamp的值與時區毫無關系，因為timestamp一旦確定，其UTC時間就確定了，轉換到任意時區的時間也是完全確定的
datetime類型轉換為timestamp只需要簡單調用timestamp()方法
>>> from datetime import datetime
>>> dt = datetime(2015, 4, 19, 12, 20) # 用指定日期時間創建datetime
>>> dt.timestamp() # 把datetime轉換為timestamp
1429417200.0 # Python的timestamp是一個浮點數。如果有小數位，小數位表示毫秒數。
4）timestamp轉換為datetime（fromtimestamp()）
要把timestamp轉換為datetime，使用datetime提供的fromtimestamp()方法
>>> from datetime import datetime
>>> t = 1429417200.0
>>> print(datetime.fromtimestamp(t))
2015-04-19 12:20:00
timestamp是一個浮點數，它沒有時區的概念，而datetime是有時區的。上述轉換是在timestamp和本地時間做轉換。
# timestamp也可以直接被轉換到UTC標準時區的時間：
>>> from datetime import datetime
>>> t = 1429417200.0
>>> print(datetime.fromtimestamp(t)) # 本地時間
2015-04-19 12:20:00
>>> print(datetime.utcfromtimestamp(t)) # UTC時間。註意這裏多的utc
2015-04-19 04:20:00
5）str轉換為datetime（strptime(str)）
把str轉換為datetime。轉換方法是通過datetime.strptime()實現，需要一個日期和時間的格式化字符串
>>> from datetime import datetime
# 第一個參數是str，第二個是要轉化的格式。類似於shell裏datetime的參數
# 轉換後的datetime是沒有時區信息的
>>> cday = datetime.strptime('2015-6-1 18:19:59', '%Y-%m-%d %H:%M:%S')
>>> print(cday)
2015-06-01 18:19:59
時間格式參考文檔 (https://docs.python.org/3/library/datetime.html#strftime-strptime-behavior)
6）datetime轉換為str（strftime()）
通過strftime()實現的，同樣需要一個日期和時間的格式化字符串：
>>> from datetime import datetime
>>> now = datetime.now()
>>> print(now.strftime('%a, %b %d %H:%M'))
Mon, May 05 16:28
7）datetime加減
對日期和時間進行加減實際上就是把datetime往後或往前計算，得到新的datetime。加減可以直接用+和-運算符，不過需要導入timedelta這個類
>>> from datetime import datetime, timedelta
>>> now = datetime.now()
>>> now
datetime.datetime(2015, 5, 17, 16, 57, 3, 540997)
>>> now + timedelta(days=2, hours=12) # timedelta代表兩個datetime之間的時間差
datetime.datetime(2015, 5, 21, 4, 57, 3, 540997)
8）本地時間轉換為UTC時間
本地時間是指系統設定時區的時間，例如北京時間是UTC+8:00時區的時間，而UTC時間指UTC+0:00時區的時間。
一個datetime類型有一個時區屬性tzinfo，但是默認為None，所以無法區分這個datetime到底是哪個時區，除非強行給datetime設置一個時區：
>> from datetime import datetime, timedelta, timezone
# 創建時區UTC+8:00，timezone()是創建時區，timedelta(hours=8)是設置時區和UTC間的差值
>>> tz_utc_8 = timezone(timedelta(hours=8))
>>> now = datetime.now()
>>> now
datetime.datetime(2015, 5, 18, 17, 2, 10, 871012)
# 強制設置為UTC+8:00。tzinfo默認為None，這裏用replace()方法修改
>>> dt = now.replace(tzinfo=tz_utc_8)
>>> dt
datetime.datetime(2015, 5, 18, 17, 2, 10, 871012, tzinfo=datetime.timezone(datetime.timedelta(0, 28800)))
如果系統時區恰好是UTC+8:00，那麽上述代碼就是正確的，否則，不能強制設置為UTC+8:00時區
9）時區轉換
通過utcnow()拿到當前的UTC時間，再轉換為任意時區的時間
# 拿到UTC時間，並強制設置時區為UTC+0:00:
>>> utc_dt = datetime.utcnow().replace(tzinfo=timezone.utc)
>>> print(utc_dt)
2015-05-18 09:05:12.377316+00:00
# astimezone()將轉換時區為北京時間:
>>> bj_dt = utc_dt.astimezone(timezone(timedelta(hours=8)))
>>> print(bj_dt)
2015-05-18 17:05:12.377316+08:00
時區轉換的關鍵在於，拿到一個datetime時，要獲知其正確的時區，然後強制設置時區，作為基準時間。
利用帶時區的datetime，通過astimezone()方法，可以轉換到任意時區。
小結
datetime表示的時間需要時區信息才能確定一個特定的時間，否則只能視為本地時間。
如果要存儲datetime，最佳方法是將其轉換為timestamp再存儲，因為timestamp的值與時區完全無關。
2、例子
1、假設你獲取了用戶輸入的日期和時間如2015-1-21 9:01:30，以及一個時區信息如UTC+5:00，均是str，請編寫一個函數將其轉換為timestamp：
# -*- coding:utf-8 -*-
import re
from datetime import datetime, timezone, timedelta
自寫：
def to_timestamp(dt_str, tz_str):
H=re.split('[C:]',tz_str)[1] # 用正則取出 UTC信息中的 +5/-5
tz_utc=timezone(timedelta(hours=int(H))) # 設置時區
input_time=datetime.strptime(dt_str,'%Y-%m-%d %H:%M:%S') #字符換轉化時間
input_time=input_time.replace(tzinfo=tz_utc) #replace()方法，強制設置時區
stamp=input_time.timestamp() # datetime轉化timestamp
return stamp
網友寫：
def to_timestamp(dt_str, tz_str):
cday = datetime.strptime(dt_str, '%Y-%m-%d %H:%M:%S') #將字符串轉化為時間
m = re.match('UTC([\+\-][0-2]?[0-9]):[0-5][0-9]', tz_str) #匹配UTC字符串，用的是match方法，m是個類
tz = timezone(timedelta(hours=int(m[1]))) #設置時區，m[1]==m.group(1)
dt = cday.replace(tzinfo = tz).timestamp() #時間轉化為時間戳
return dt
# 測試:
t1 = to_timestamp('2015-6-1 08:10:30', 'UTC+7:00')
assert t1 == 1433121030.0, t1
t2 = to_timestamp('2015-5-31 16:10:30', 'UTC-09:00')
assert t2 == 1433121030.0, t2
print('ok')
Python學習筆記__12.1章 內建模塊——datetime