R语言时间处理函数

1 POSIXct和POSIXlt

把表示时间的字符串转成时间类型数据，在R语言里面有两个基本的函数：as.POSIXlt() 和 as.POSIXct()。两者都是S3泛型函数，根据参数的数据类型选择不同的转换方法，除字符串外还能够转换数字、因子等数据类型，适应性很强：

as.POSIXlt("2010/01/01")

## [1] "2010-01-01 CST"

as.POSIXlt("2010/01/01 10:30:30")

## [1] "2010-01-01 10:30:30 CST"

as.POSIXlt("10:30:30 2010/01/01", format = "%H:%M:%S %Y/%m/%d")

## [1] "2010-01-01 10:30:30 CST"

tt <- Sys.time()
as.POSIXlt(3600 * 24 * 1001, origin = tt)

## [1] "2019-07-20 07:15:10 CST"

as.POSIXlt(3600 * 24 * 1001, origin = tt, tz = "UTC")

## [1] "2019-07-19 23:15:10 UTC"

as.POSIXct("2010/01/01")

## [1] "2010-01-01 CST"

as.POSIXct("2010/01/01 10:30:30")

## [1] "2010-01-01 10:30:30 CST"

as.POSIXct("10:30:30 2010/01/01", format = "%H:%M:%S %Y/%m/%d")

## [1] "2010-01-01 10:30:30 CST"

as.POSIXct(3600 * 24 * 1001, origin = tt)

## [1] "2019-07-20 07:15:10 CST"

as.POSIXct(3600 * 24 * 1001, origin = tt, tz = "UTC")

## [1] "2019-07-19 23:15:10 UTC"

非标准顺序日期时间字符串需要使用format参数。

那么，什么是POSIXct和POSIXlt？它们间有什么差别？我们需要了解它们的定义：POSIXct用某个时间到UNIX元年（1970-01-01 00:00:00）所经过的秒数来记录时间，即通过计数的方式表示时间（count time）；而POSIXlt用列表方式表示时间（list time），时间的每一部分都是列表的一个元素：

(ct <- as.POSIXct("1980-09-30 10:11:12"))

## [1] "1980-09-30 10:11:12 CST"

(lt <- as.POSIXlt("1980-09-30 10:11:12"))

## [1] "1980-09-30 10:11:12 CST"

unlist(ct)

## [1] "1980-09-30 10:11:12 CST"

unlist(lt)

##    sec    min   hour   mday    mon   year   wday   yday  isdst   zone 
##   "12"   "11"   "10"   "30"    "8"   "80"    "2"  "273"    "0"  "CST" 
## gmtoff 
##     NA

lt时间的年份是从1900年开始计数的。在没有任何辅助工具函数的条件下，从一个lt时间中很容易获得年月日时分秒和星期等数据，而ct时间不行：

c(1900 + lt$year, lt$mon, lt$mday, lt$hour, lt$min, lt$sec)

## [1] 1980    8   30   10   11   12

但另一方面，ct时间的存储只需要用一个双精度数，lt则需要一个长列表，相比之下当然是ct节省资源。

虽然最终可能表示相同的时间，但ct时间和lt时间类型数据不是随便可以合并的：

c(ct, lt)

##                                                 sec 
## "1980-09-30 10:11:12 CST" "1970-01-01 08:00:12 CST" 
##                       min                      hour 
## "1970-01-01 08:00:11 CST" "1970-01-01 08:00:10 CST" 
##                      mday                       mon 
## "1970-01-01 08:00:30 CST" "1970-01-01 08:00:08 CST" 
##                      year                      wday 
## "1970-01-01 08:01:20 CST" "1970-01-01 08:00:02 CST" 
##                      yday                     isdst 
## "1970-01-01 08:04:33 CST" "1970-01-01 08:00:00 CST" 
##                      zone                    gmtoff 
##                        NA                        NA

c(lt, ct)

## [1] "1980-09-30 10:11:12 CST" "1980-09-30 10:11:12 CST"

c(NULL, ct)

## [1] 339127872

c(NULL, lt)

## $sec
## [1] 12
## 
## $min
## [1] 11
## 
## $hour
## [1] 10
## 
## $mday
## [1] 30
## 
## $mon
## [1] 8
## 
## $year
## [1] 80
## 
## $wday
## [1] 2
## 
## $yday
## [1] 273
## 
## $isdst
## [1] 0
## 
## $zone
## [1] "CST"
## 
## $gmtoff
## [1] NA

c(ct, NULL)

## [1] "1980-09-30 10:11:12 CST"

c(lt, NULL)

## Error in as.POSIXct.default(X[[i]], ...): do not know how to convert 'X[[i]]' to class "POSIXct"

2 时间的算术运算

ct和lt可以混合运算，但只能求差值，得到的是天数。时间和数字的加减运算是把数字当成秒对待，在顺序上也有讲究，具体看例子：

tt1 <- as.POSIXct("2010-11-12 10:20:30")
tt2 <- as.POSIXlt("2010-11-21 10:30:40")
tt1 - tt2

## Time difference of -9.00706 days

tt1 + tt2

## Error in `+.POSIXt`(tt1, tt2): binary '+' is not defined for "POSIXt" objects

tt1 - 10

## [1] "2010-11-12 10:20:20 CST"

tt1 + 10

## [1] "2010-11-12 10:20:40 CST"

tt1 - 10

## [1] "2010-11-12 10:20:20 CST"

10 + tt1

## [1] "2010-11-12 10:20:40 CST"

10 - tt1

## Error in `-.POSIXt`(10, tt1): can only subtract from "POSIXt" objects

3 获取系统时间和日期

常用Sys.time和Sys.Date函数。

(tt <- Sys.time())

## [1] "2016-10-22 07:15:10 CST"

class(tt)

## [1] "POSIXct" "POSIXt"

as.double(tt)

## [1] 1477091711

(dd <- Sys.Date())

## [1] "2016-10-22"

class(dd)

## [1] "Date"

as.double(dd)

## [1] 17096

as.Date(tt)

## [1] "2016-10-21"

as.POSIXct(dd)

## [1] "2016-10-22 08:00:00 CST"

as.POSIXlt(dd)

## [1] "2016-10-22 UTC"

注意Sys.time获得的是ct时间。

4 字符串转换为时间：

除了as.POSIXlt() 和 as.POSIXct()函数外，还有其他一些函数。如果载入了R语言的其他包，会有更多用法。

4.1 as.Date

用法很简单：

as.Date("2010-10-30")

## [1] "2010-10-30"

as.Date("2010/10/30")

## [1] "2010-10-30"

as.Date("20101030")

## Error in charToDate(x): character string is not in a standard unambiguous format

as.Date("20101030", format = "%Y%m%d")

## [1] "2010-10-30"

format参数用于识别输入字符串的排列顺序。

4.2 strptime与strftime

这两者名称和参数都很像，但这里面有乌龙。先看参数：

args(strptime)

## function (x, format, tz = "") 
## NULL

args(strftime)

## function (x, format = "", tz = "", usetz = FALSE, ...) 
## NULL

strptime("2010-10-10")

## Error in strptime("2010-10-10"): 缺少参数"format",也没有缺省值

strptime("2010-10-10", format = "%Y-%m-%d")

## [1] "2010-10-10 CST"

strftime("2010-10-10")

## [1] "2010-10-10"

strftime("2010-10-10", usetz = TRUE)

## [1] "2010-10-10 CST"

• format参数在strptime中为必选，在strftime中为可选
• strptime强制包含时区，而strftime默认不设置时区。如果strftime设置usetz=TRUE，输出结果就和strptime一样

然而，它们返回值的数据类型是完全不一样的：

str(strptime("2010-10-10", format = "%Y-%m-%d"))

##  POSIXlt[1:1], format: "2010-10-10"

str(strftime("2010-10-10", usetz = TRUE))

##  chr "2010-10-10 CST"

strptime得到的是时间类型数据，strftime得到字符串。查看它们的函数源代码会了解得更清楚：

strptime

## function (x, format, tz = "") 
## {
##     y <- .Internal(strptime(as.character(x), format, tz))
##     names(y$year) <- names(x)
##     y
## }
## 
## 

strftime

## function (x, format = "", tz = "", usetz = FALSE, ...) 
## format(as.POSIXlt(x, tz = tz), format = format, usetz = usetz, 
##     ...)
## 
## 

strptime函数使用的是内部C语言函数转换字符串为时间；而strftime本质上是字符串格式化函数，先用as.POSIXlt将字符串转为时间，然后用format函数输出字符串。

再说format参数吧，strftime虽然最终使用了strptime，但format参数并没有传递下去，而是作为format函数的参数，用于格式化输出字符串：

strptime("30-10-2010", format = "%d-%m-%Y")

## [1] "2010-10-30 CST"

strftime("30-10-2010", format = "%d-%m-%Y", tz = "CST", usetz = TRUE)

## [1] "20-10-30 CST"

strptime("2010-10-10", format = "%A")

## [1] NA

strftime("2010-10-10", format = "%A")

## [1] "星期日"

strptime得到的是lt时间。再查看as.POSIXlt对字符串处理的源代码会发现，它其实就是对strptime函数的封装。

5 格式化日期/时间的字符串

通过格式化时间，可以得到表示时间的不同部分，也可以把时间按照需要的方式展示出来。在处理日期时间类型数据上，as.character、strftime和format的用法和结果是一样的：

as.character(Sys.Date(), format = "%A")

## [1] "星期六"

strftime(Sys.Date(), format = "%A")

## [1] "星期六"

format(Sys.Date(), format = "%A")

## [1] "星期六"

format(Sys.Date(), format = "%Y年%m月%d日 %A")

## [1] "2016年10月22日 星期六"

strftime灵活一些，能直接处理代表日期时间的字符串：

strftime("2010-10-10", format = "%A")

## [1] "星期日"

as.character(as.POSIXlt("2010-10-10"), format = "%A")

## [1] "星期日"

format(as.POSIXlt("2010-10-10"), format = "%A")

## [1] "星期日"

不同的格式化字符代码不同的意义，具体可用“?format.POSIXct”查看：

strftime("2010-10-30 01:02:03", format = "%Y")

## [1] "2010"

strftime("2010-10-30 01:02:03", format = "%m")

## [1] "10"

strftime("2010-10-30 01:02:03", format = "%d")

## [1] "30"

strftime("2010-10-30 01:02:03", format = "%H")

## [1] "01"

strftime("2010-10-30 01:02:03", format = "%M")

## [1] "02"

strftime("2010-10-30 01:02:03", format = "%S")

## [1] "03"

strftime("2010-10-30 01:02:03", format = "%A")

## [1] "星期六"

strftime("2010-10-30 01:02:03", format = "%B")

## [1] "十月"

strftime("2010-10-30 01:02:03", format = "%c")

## [1] "2010年10月30日 星期六 01时02分03秒"

字符串的输出与locale有关，可通过LC_TIME设置以获得想要的格式。

xx <- Sys.getlocale("LC_TIME")
Sys.setlocale("LC_TIME", "C")

## [1] "C"

strftime("2010-10-30 01:02:03", format = "%A")

## [1] "Saturday"

strftime("2010-10-30 01:02:03", format = "%B")

## [1] "October"

strftime("2010-10-30 01:02:03", format = "%c")

## [1] "Sat Oct 30 01:02:03 2010"

Sys.setlocale("LC_TIME", xx)

## [1] "zh_CN.utf8"

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作者: ZGUANG@LZU

Created: 2016-10-22 六 07:14

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