Python时间与日期操作（datetime、time、calendar）

名词解释

        UTC（CoordinatedUniversal 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。

        DST（DaylightSaving Time）即夏令时。是一种为节约能源而人为规定地方时间的制度，一般在天亮早的夏季人为将时间提前一小时。

相关模块

模块	说明
time	time是一个仅包含与日期和时间相关的函数和常量的模块，在本模块中定义了C/C++编写的几个类。例如，struct_time类。
datetime	datetime是一个使用面向对象编程设计的模块，可以在Python中使用日期和时间。它定义了几个表示日期和时间的类。
calendar	日历是一个提供函数的模块，以及与Calendar相关的几个类，它们支持将日历映像生成为text，html，….
locale	该模块包含用于格式化或基于区域设置分析日期和时间的函数。

时间元组

许多Python时间函数将时间处理为9个数字的元组，如下所示：

索引	字段	值
0	4位数，表示年份	2018，2019…
1	月份	1 ~ 12
2	日期	1 ~ 31
3	小时	0 ~ 23
4	分钟	0 ~ 59
5	秒	0 ~ 61(60或61是闰秒)
6	星期几	0 ~ 6(0是星期一)
7	一年的第几天	1 ~ 366(朱利安日)
8	夏令时	-1，0，1，-1是决定是否为夏令时的旗帜

代码表示：

year (four digits, e.g. 1998)
month (1-12)
day (1-31)
hours (0-23)
minutes (0-59)
seconds (0-59)
weekday (0-6, Monday is 0)
Julian day (day in the year, 1-366)
#夏令时格式，0：正常格式，1：夏令时格式，-1：根据当前的日期时间格式来判定
DST (Daylight Savings Time) flag (-1, 0 or 1)

上面的元组相当于struct_time结构。此结构具有以下属性：

索引	字段	值
0	tm_year	2018，2019…
1	tm_mon	1 ~ 12
2	tm_mday	1 ~ 31
3	tm_hour	0 ~ 23
4	tm_min	0 ~ 59
5	tm_sec	0 ~ 61(60或61是闰秒)
6	tm_wday	0 ~ 6(0是星期一)
7	tm_yday	1 ~ 366(朱利安日)
8	tm_isdst	-1，0，1，-1是决定是否为夏令时的旗帜

可用如下图示表示：

time模块

   time模块，它提供了处理时间和表示之间转换的功能。help(time)之后可以知道time有2种时间表示形式：

        1、时间戳表示法，即以整型或浮点型表示的是一个以秒为单位的时间间隔。这个时间的基础值是从1970年的1月1号零点开始算起。

        2、元组格式表示法，这个元组有9个整型内容。分别表示不同的时间含义。

time模块的常用函数

编号	方法	描述
1	time.time()	返回当前时间时刻，浮点数形式秒数，不支持参数。
2	time.clock()	返回当前程序的cpu执行时间。为了测量不同方法的计算成本，time.clock的值比time.time()的值更有用。unix系统始终返回全部运行时间；而windows从第二次开始都是以第一次调用此函数时的时间戳作为基准。
3	time.sleep(secs)	暂停调用线程secs秒，接受整型和浮点型参数。
4	time.gmtime ([secs])	将时间戳转换为UTC时间元组格式。接受一个浮点型时间戳参数，其默认值为当前时间戳。
5	time.localtime ([secs])	将时间戳转换为本地时间元组格式。接受一个浮点型时间戳参数，其默认值为当前时间戳。
6	time.asctime ([tupletime])	接受时间元组，并返回一个可读的24个字符的字符串，例如’Tue Dec 11 22:07:14 2019’，默认值为localtime()返回值。
7	time.ctime ([secs])	接受时间戳，转换为字符串。其默认值为当前时间戳。函数等价于asctime(localtime(seconds))。
8	time.mktime (tupletime)	将本地时间元组，转换为时间戳（浮点值，该时间点以秒为单位表示。）。接受一个时间元组，必选。
9	time.strftime (fmt[,tupletime])	将时间元组以指定的格式（字符串fmt指定）转换为字符串形式。接受字符串格式化串、时间元组。时间元组为可选，默认为localtime()
10	time.strptime (str,fmt=“”)	根据格式字符串fmt解析str，并返回元组格式的时间。 strftime()的逆向过程。接受字符串，时间格式2个参数，都是必选。
11	time.altzone	本地DST时区的偏移量(以秒为单位的UTC)。
12	time.tzset()	改变本地时区

时间字符串支持的格式符号：

格式  含义  备注
%a  本地（locale）简化星期名称
%A  本地完整星期名称
%b  本地简化月份名称
%B  本地完整月份名称
%c  本地相应的日期和时间表示
%d  一个月中的第几天（01 - 31）
%H  一天中的第几个小时（24小时制，00 - 23）
%I  第几个小时（12小时制，01 - 12）
%j  一年中的第几天（001 - 366）
%m  月份（01 - 12）
%M  分钟数（00 - 59）
%p  本地am或者pm的相应符
%S  秒（01 - 61）
%U  一年中的星期数。（00 - 53星期天是一个星期的开始。）第一个星期天之前的所有天数都放在第0周。
%w  一个星期中的第几天（0 - 6，0是星期天）
%W  和%U基本相同，不同的是%W以星期一为一个星期的开始。
%x  本地相应日期
%X  本地相应时间
%y  去掉世纪的年份（00 – 99）
%Y  完整的年份
%Z  时区的名字（如果不存在为空字符）
%%  ‘%’字符

注意：

        1、“%p”只有与“%I”配合使用才有效果。

        2、文档中强调确实是0-61，而不是59，闰年秒占两秒

        3、当使用strptime()函数时，只有当在这年中的周数和天数被确定的时候%和%W才会被计算。

time模块重要属性

编号	属性	描述
1	time.timezone	UTC和本地时区(不含DST)之间的偏移量，以秒计。
2	time.tzname	关于(标准时区名称, 夏令时时区名称)的元组
3	time.altzone	当地夏令时时间与标准UTC时间的误差，以秒计
4	time.daylight	当地时间是否反映夏令时，默认为0

time模块示例

# coding=utf-8
'''
Created on 2017年8月27日
 
@author: zxt
'''
importtime
 
# Seconds
ticks = time.time()
 
# 这个形式不能表示在时代(1970年1月1日上午12:00)之前的日期。
# 而且截止点为3038年的某个时刻，在未来的日子也不能以这种方式表示
print("Number of ticks since 12:00am, January 1, 1970:", ticks);
 
 
# 获取当前本地时间
localtime =time.localtime(time.time());
print("Local current time :", localtime);
# 当前时间
curtime = time.strftime("%Y-%m-%d %H:%M:%S",time.localtime());
print(curtime);
# 也可以使用asctime()进行时间格式化
print(time.asctime(localtime));

Calendar模块

        calendar模块提供与日历相关的功能，包括为给定的月份或年份打印文本日历的功能。

        默认情况下，日历将星期一作为一周的第一天，将星期日作为最后一天。如果想要更改这个，可调用calendar.setfirstweekday()函数设置修改。

以下是calendar模块可用的功能函数列表

函数	描述
Calendar (year,w = 2,l = 1,c = 6)	返回一个具有年份日历的多行字符串格式化为三列，以c个空格分隔。 w是每个日期的字符宽度;每行的长度为21 * w + 18 + 2 * c，l是每周的行数。
firstweekday( )	返回当前设置每周开始的星期。默认情况下，当日历首次导入时设置为：0，表示为星期一。
isleap(year)	如果给定年份(year)是闰年则返回True;否则返回：False。
leapdays(y1,y2)	返回在范围(y1，y2)内的年份中的闰年总数。
Month (year,month,w = 2,l = 1)	返回一个多行字符串，其中包含年份月份的日历，每周一行和两个标题行。 w是每个日期的字符宽度;每行的长度为7 * w + 6。 l是每周的行数。
Monthcalendar(year,month)	返回int类型的列表。每个子列表表示一个星期。年份月份以外的天数设置为0;该月内的日期设定为月份的第几日：1 ~ 31。
Monthrange(year,month)	返回两个整数。第一个是年度月(month)的星期几的代码;第二个是当月的天数。表示星期几为0(星期一)至6(星期日);月份是1到12。
Prcal (year,w = 2,l = 1,c = 6)	类似于：calendar.calendar(year，w，l，c)的打印。
Prmonth (year,month,w = 2,l = 1)	类似于：calendar.month(year,month,w,l)的打印。
setfirstweekday(weekday)	将每周的第一天设置为星期几的代码。星期几的代码为0(星期一)至6(星期日)。
timegm(tupletime)	time.gmtime的倒数：以时间元组的形式接受时刻，并返回与从时代(epoch)开始的浮点数相同的时刻。
weekday(year,month,day)	返回给定日期的星期几的代码。星期几的代码为0(星期一)至6(星期日);月数是1(1月)到12(12月)。

calendar模块示例

# coding=utf-8
'''
Created on 2017年8月27日
 
@author: zxt
'''
importcalendar
 
# 获取一个月的日历
cal = calendar.month(2017, 8);
print("Here is the calendar:");
print(cal);

datetime模块

        datetime是Python处理日期和时间的标准库。需要注意的是，datetime是一个模块，这个模块里面有datetime类，此外常用的还有date类，以及time类。

datetime模块使用实例：

# coding=utf-8
'''
Created on 2017年8月27日
 
@author: zxt
'''
fromdatetime importdate
fromdatetime importdatetime
fromdatetime importtimedelta
 
# 计算两个日期相差多少天
d1 = date(2018, 10, 18);
d2 = date(2017, 12, 31);
 
print("(2018, 10, 18)与(2017, 12, 31)相差：", (d1 - d2).days, "天！");
 
 
# 获取两个日期时间的时间差
time1 = datetime(2019, 1, 13, 12, 0, 0);
time2 = datetime.now();
differtime = (time1 -time2).total_seconds();
# 输出结果
print("(2019,1,13,12,0,0)与当前时间相差：", differtime, "秒！");
 
 
# 当前日期
curdate = date.today();
print("curdate =",curdate);
 
 
# 计算十天之后的日期时间
nowday = datetime.now();
# timedelta类可以很容易地算出前几天和后几天的时刻。(timedelta(days= d, hours= h))
# 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)
lastday = nowday + timedelta(days=10);
print(str(lastday));
# ctime()  返回一个表示日期和时间的字符串。
print(lastday.ctime());
 
 
# 查看某一天是今年的第几天和第几周
testday = date(2017, 8, 31);
# isocalendar() 函数返回三元组    分别为：年份，周数，周几
print(testday.isocalendar());
# timetuple()  返回时间元祖
print(testday.timetuple());

其他程序实例：

计算程序运行时间

# coding=utf-8
'''
Created on 2017年8月27日
 
@author: zxt
'''
# 统计程序运行时间的程序
 
importtime
# datetime是一个模块，模块里面有一个datetime类，所以可以from datetime importdatetime
importdatetime
 
# 方法一（性能最差）
starttime = datetime.datetime.now();
time.sleep(2);
endtime = datetime.datetime.now();
 
print((endtime - starttime).seconds)
 
 
# 方法二
start = time.time();
time.sleep(2);
end = time.time();
 
print(end- start);
 
# 方法1和方法2都包含了其他程序使用CPU的时间，是程序开始到程序结束的运行时间。
 
 
# 推荐方法
# 方法3 (只计算了程序运行的CPU时间)
first = time.clock();
time.sleep(2);
second = time.clock();
 
print(second- first);
 
 
# 要实现跨平台的精度性，也可以使用timeit 来代替time.
importtimeit
 
starttime2 = timeit.default_timer();
time.sleep(2);
endtime2 = timeit.default_timer();
 
print(str(endtime2 - starttime2));