日期和时间处理

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Python中提供了多个用于对日期和时间进行操作的内置模块：time模块、datetime模块和calendar模块。time模块相比，datetime模块提供的接口更直观、易用，功能也更加强大。

1、时间的相关术语

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，东N区的时间比UTC时间早N个小时，因此UTC time + N小时即为东N区的本地时间；而西N区时间比UTC时间晚N个小时，即 UTC time - N小时即为西N区的本地时间；中国在东8区，因此比UTC时间早8小时，可以以UTC+8进行表示。

http://zh.thetimenow.com/gmt/greenwich_mean_time

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。时间戳是个差值，其值与时区无关。

2、time模块

time模块是通过调用C库实现不变的，所以有些方法在某些平台上可能无法调用，但是其提供的大部分接口与C标h准库time.h基本一致。

>>> time.time()
1528444335.2044096

小数点前面的是总的秒数，后面是毫秒信息。

获取现在计算机的当地(本地)时间和世界标准时间。

>>>time.localtime()
time.struct_time(tm_year=2017, tm_mon=2, tm_mday=4, tm_hour=14, tm_min=2, tm_sec=34, tm_wday=5, tm_yday=35, tm_isdst=0)
>>>time.gmtime()
time.struct_time(tm_year=2017, tm_mon=2, tm_mday=4, tm_hour=6, tm_min=2, tm_sec=56, tm_wday=5, tm_yday=35, tm_isdst=0) 
>>>type(time.localtime())

字符串转化为时间戳：

>>>time.strftime('%Y-%m-%d %H:%M', time.localtime())
'2017-02-04 14:19'

>>>time.mktime(time.localtime())
1486189282.0

2、datetime模块

datetime模块定义了以下几个类：
类名称描述
datetime.date 表示日期，常用的属性有：year, month和day
datetime.time 表示时间，常用属性有：hour, minute, second, microsecond
datetime.datetime 表示日期时间
datetime.timedelta 表示两个date、time、datetime实例之间的时间间隔，分辨率（最小单位）可达到微秒
datetime.tzinfo 时区相关信息对象的抽象基类。它们由datetime和time类使用，以提供自定义时间的而调整。
datetime.timezone Python 3.2中新增的功能，实现tzinfo抽象基类的类，表示与UTC的固定偏移量

类之间的关系：

object
    date
        datetime
    time
    timedelta
    tzinfo
        timezone

2.1 datetime.datetime类

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

各参数的取值范围为：
参数名称取值范围
Year [0, 9999]
Month [1, 12]
Day [1, 指定年份的月份中的天数]
Hour [0, 23]
Minute [0, 59]
Second [0, 59]
microsecond [0, 1000000]
Tzinfo tzinfo的子类对象，如timezone类的实例

类方法和属性
类方法/属性名称描述
datetime.today() 返回一个表示当前本期日期时间的datetime对象
datetime.now([tz]) 返回指定时区日期时间的datetime对象，如果不指定tz参数则结果同上
datetime.utcnow() 返回当前utc日期时间的datetime对象
datetime.fromtimestamp(timestamp[, tz]) 根据指定的时间戳创建一个datetime对象
datetime.utcfromtimestamp(timestamp) 根据指定的时间戳创建一个datetime对象
datetime.combine(date, time) 把指定的date和time对象整合成一个datetime对象
datetime.strptime(date_str, format) 将时间字符串转换为datetime对象

对象方法和属性
对象方法/属性名称描述
dt.year, dt.month, dt.day 年、月、日
dt.hour, dt.minute, dt.second 时、分、秒
dt.microsecond, dt.tzinfo 微秒、时区信息
dt.date() 获取datetime对象对应的date对象
dt.time() 获取datetime对象对应的time对象， tzinfo 为None
dt.timetz() 获取datetime对象对应的time对象，tzinfo与datetime对象的tzinfo相同
dt.replace([year[, month[, day[, hour[, minute[, second[, microsecond[,bh tzinfo]]]]]]]]) 生成并返回一个新的datetime对象，如果所有参数都没有指定，则返回一个与原datetime对象相同的对象
dt.timetuple() 返回datetime对象对应的tuple（不包括tzinfo）
dt.utctimetuple() 返回datetime对象对应的utc时间的tuple（不包括tzinfo）
dt.toordinal() 返回日期是是自 0001-01-01 开始的第多少天
dt.weekday() 返回日期是星期几，[0, 6]，0表示星期一
dt.isocalendar() 返回日期是星期几，[1, 7], 1表示星期一
dt.isoformat([sep]) 返回一个‘%Y-%m-%d
dt.ctime() 等价于time模块的time.ctime(time.mktime(d.timetuple()))
dt.strftime(format) 返回指定格式的时间字符串

实例

>>> from datetime import datetime, timezone
>>>
>>> datetime.today()
datetime.datetime(2017, 2, 4, 20, 44, 40, 556318)
>>> datetime.now()
datetime.datetime(2017, 2, 4, 20, 44, 56, 572615)
>>> datetime.now(timezone.utc)
datetime.datetime(2017, 2, 4, 12, 45, 22, 881694, tzinfo=datetime.timezone.utc) 


>>> datetime.strptime('2017/02/04 20:49', '%Y/%m/%d %H:%M')
datetime.datetime(2017, 2, 4, 20, 49)
>>> dt = datetime.now()
>>> dt
datetime.datetime(2017, 2, 4, 20, 57, 0, 621378)
>>> dt.year
2017
>>> dt.month
2
>>> dt.day
4
>>> dt.hour
20
>>> dt.minute
57
>>> dt.second
0
>>> dt.microsecond
621378
>>> dt.tzinfo
>>> dt.timestamp()
1486213020.621378
>>> dt.date()
datetime.date(2017, 2, 4)
>>> dt.time()
datetime.time(20, 57, 0, 621378) 


>>> dt.replace()
datetime.datetime(2017, 2, 4, 20, 57, 0, 621378)
>>> dt.replace(2016)
datetime.datetime(2016, 2, 4, 20, 57, 0, 621378)
 
>>> dt.weekday()
5 
>>> dt.strftime('%Y%m%d %H:%M:%S.%f')
'20170204 20:57:00.621378'

2.2 datetime.timedelta类

timedelta对象表示连个不同时间之间的差值。可以很方便的对时间进行运算，比如10天以后是什么日期。
class datetime.timedelta(days=0, seconds=0, microseconds=0, milliseconds=0, hours=0, weeks=0)
实例：

>>> import datetime
>>>
>>> datetime.timedelta(365).total_seconds()  # 一年包含的总秒数
31536000.0
>>> dt = datetime.datetime.now()
>>> dt + datetime.timedelta(3)  # 3天后
datetime.datetime(2017, 2, 8, 9, 39, 40, 102821)
>>> dt + datetime.timedelta(-3)  # 3天前
datetime.datetime(2017, 2, 2, 9, 39, 40, 102821)
>>> dt + datetime.timedelta(hours=3)  # 3小时后
datetime.datetime(2017, 2, 5, 12, 39, 40, 102821)
>>> dt + datetime.timedelta(hours=-3)  # 3小时前
datetime.datetime(2017, 2, 5, 6, 39, 40, 102821)
>>> dt + datetime.timedelta(hours=3, seconds=30)  # 3小时30秒后  
datetime.datetime(2017, 2, 5, 12, 40, 10, 102821)

2.3 时间格式码

标识含义举例
%a 星期简写 Mon
%A 星期全称 Monday
%b 月份简写 Mar
%B 月份全称 March
%c 适合语言下的时间表示 May Mon May 20 16:00:02 2013
%d 一个月的第一天，取值范围： [01,31]. 20
%H 24小时制的小时，取值范围[00,23]. 17
%I 12小时制的小时，取值范围 [01,12]. 10
%j 一年中的第几天，取值范围 [001,366]. 120
%m 十进制月份，取值范围[01,12]. 50
%M 分钟，取值范围 [00,59]. 50
%p 上、下午，AM 或 PM. PM
%S 秒，取值范围 [00,61]. 30
%U 这一年的星期数（星期天为一个星期的第一天，开年的第一个星期天之前的天记到第0个星期）趋势范围[00,53]. 20
%w 星期的十进制表示，取值范围 [0(星期天),6]. 1
%W 这一年的星期数（星一为一个星期的第一天，开年的第一个星期一之前的天记到第0个星期）趋势范围[00,53]. 20
%x 特定自然语言下的日期表示 05/20/13
%X 特定自然语言下的时间表示 16:00:02
%y 年的后两位数，取值范围[00,99]. 13
%Y 完整的年 2013
%Z 时区名 CST（China Standard Time）
%% %字符 %

3、calendar模块

calendar（日历）模块，默认每周第一天是星期一，最后一天是星期天。
函数及描述
（1）、 calendar.calendar(year, w=2, l=1, c=6, m=3)
返回一个多行字符串格式的year年年历。m: 3个月1行. C是月与月之间的间隔 w是每个日期的宽度。l是每星期行数。
print(calendar.calendar(2018))
（2）、 calendar.firstweekday()
返回当前每周起始日期的设置。默认返回0，即星期一。
（3）、 calendar.isleap(year)
闰年返回True，否则False。
（4）、 calendar.month(year, month, w=2, l=1)
返回一个多行字符串格式的year年month月日历。
print(calendar.month(2017, 1))
（5）、 calendar.monthcalendar(year,month)
返回一个整数的单层嵌套列表。每个子列表装载一个星期。该月之外的日期都为0，该月之内的日期设为该日的日期，从1开始。

>>> calendar.monthcalendar(2017,1)
[[0, 0, 0, 0, 0, 0, 1], [2, 3, 4, 5, 6, 7, 8], [9, 10, 11, 12, 13, 14, 15], [16, 17, 18, 19, 20, 21, 22], [23, 24, 25, 26, 27, 28, 29], [30, 31, 0, 0, 0, 0, 0]]

（6）、 calendar.monthrange(year, month)
返回两个整数组成的元组，第一个是该月的第一天是星期几，第二个是该月的天数。

>>>calendar.monthrange(2017, 2)
(2, 28)

（7）、 calendar.setfirstweekday(weekday)
设置每周起始日期码。0（星期一）到6（星期日）
（8）、 calendar.weekday(year, month, day)
返回给定日期的星期码，0（星期一）到6（星期日）。

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