Python基础知识（八）：datetime模块

datetime 是 Python 中处理日期的标准模块，它提供了 4 种对日期和时间进行处理的类：datetime、date、time 和 timedelta。

1. datetime类

class datetime(date):
    def __init__(self, year, month, day, hour, minute, second, microsecond, tzinfo)
        pass
    def now(cls, tz=None):
        pass
    def timestamp(self):
        pass
    def fromtimestamp(cls, t, tz=None):
        pass
    def date(self):
        pass
    def time(self):
        pass
    def year(self):
        pass
    def month(self):
        pass
    def day(self):
        pass
    def hour(self):
        pass
    def minute(self):
        pass
    def second(self):
        pass
    def isoweekday(self):
        pass
    def strftime(self, fmt):
        pass
    def combine(cls, date, time, tzinfo=True):
        pass

• datetime.now(tz=None) 获取当前的日期时间，输出顺序为：年、月、日、时、分、秒、微秒。
• datetime.timestamp() 获取以 1970年1月1日为起点记录的秒数。
• datetime.fromtimestamp(tz=None) 使用 unixtimestamp 创建一个 datetime。
  【例子】如何创建一个 datetime 对象？

import datetime
dt = datetime.datetime(year=2020, month=6, day=25, hour=11, minute=23, second=59)
print(dt)  # 2020-06-25 11:23:59
print(dt.timestamp())  # 1593055439.0
dt = datetime.datetime.fromtimestamp(1593055439.0)
print(dt)  # 2020-06-25 11:23:59
print(type(dt)) # 
dt = datetime.datetime.now()
print(dt)  # 2020-06-25 11:11:03.877853
print(type(dt))  # 

• datetime.strftime(fmt) 格式化 datetime 对象。
  符号 | 说明
  :——
  %a | 本地简化星期名称（如星期一，返回 Mon）
  %A | 本地完整星期名称（如星期一，返回 Monday）
  %b | 本地简化的月份名称（如一月，返回 Jan）
  %B | 本地完整的月份名称（如一月，返回 January）
  %c | 本地相应的日期表示和时间表示
  %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）
  %j | 年内的一天（001-366）
  %m | 月份（01-12）
  %M | 分钟数（00-59）
  %p | 本地A.M.或P.M.的等价符
  %S | 秒（00-59）
  %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
  %y | 两位数的年份表示（00-99）
  %Y | 四位数的年份表示（0000-9999）
  %Z | 当前时区的名称（如果是本地时间，返回空字符串）
  %% | %号本身
  【例子】如何将 datetime 对象转换为任何格式的日期？

import datetime
dt = datetime.datetime(year=2020, month=6, day=25, hour=11, minute=51, second=49)
s = dt.strftime("'%Y/%m/%d %H:%M:%S")
print(s)  # '2020/06/25 11:51:49
s = dt.strftime('%d %B, %Y, %A')
print(s)  # 25 June, 2020, Thursday

【练习】如何将给定日期转换为 “mmm-dd, YYYY” 的格式？

# 输入
d1 = datetime.date('2010-09-28')
# 输出
'Sep-28,2010'

【参考答案】

import datetime
d1 = datetime.date(2010, 9, 28)
print(d1.strftime('%b-%d,%Y'))
# Sep-28,2010

• datetime.date() Return the date part.
• datetime.time() Return the time part, with tzinfo None.
• datetime.year 年
• datetime.month 月
• datetime.day 日
• datetime.hour 小时
• datetime.minute 分钟
• datetime.second 秒
• datetime.isoweekday 星期几
  【例子】datetime 对象包含很多与日期时间相关的实用功能。

import datetime
dt = datetime.datetime(year=2020, month=6, day=25, hour=11, minute=51, second=49)
print(dt.date())  # 2020-06-25
print(type(dt.date()))  # 
print(dt.time())  # 11:51:49
print(type(dt.time()))  # 
print(dt.year)  # 2020
print(dt.month)  # 6
print(dt.day)  # 25
print(dt.hour)  # 11
print(dt.minute)  # 51
print(dt.second)  # 49
print(dt.isoweekday())  # 4

在处理含有字符串日期的数据集或表格时，我们需要一种自动解析字符串的方法，无论它是什么格式的，都可以将其转化为 datetime 对象。这时，就要使用到 dateutil 中的 parser 模块。

• parser.parse(timestr, parserinfo=None, **kwargs)
  【例子】如何在 python 中将字符串解析为 datetime对象？

from dateutil import parser
s = '2020-06-25'
dt = parser.parse(s)
print(dt)  # 2020-06-25 00:00:00
print(type(dt))  # 
s = 'March 31, 2010, 10:51pm'
dt = parser.parse(s)
print(dt)  # 2010-03-31 22:51:00
print(type(dt))  # 

【练习】如何将字符串日期解析为 datetime 对象？

# 输入
s1 = "2010 Jan 1"
s2 = '31-1-2000'
s3 = 'October10, 1996, 10:40pm'
# 输出
2010-01-01 00:00:00
2000-01-31 00:00:00
2019-10-10 22:40:00

【参考答案】

from dateutil import parser
s1 = "2010 Jan 1"
s2 = '31-1-2000'
s3 = 'October10, 1996, 10:40pm'
dt1 = parser.parse(s1)
dt2 = parser.parse(s2)
dt3 = parser.parse(s3)
print(dt1)  # 2010-01-01 00:00:00
print(dt2)  # 2000-01-31 00:00:00
print(dt3)  # 1996-10-10 22:40:00

【练习】计算以下列表中连续的天数。

# 输入
['Oct, 2, 1869', 'Oct, 10, 1869', 'Oct, 15, 1869', 'Oct, 20, 1869','Oct, 23, 1869']
# 输出
[8, 5, 5, 3]

【参考答案】

import numpy as np
from dateutil import parser
dateString = ['Oct, 2, 1869', 'Oct, 10, 1869', 'Oct, 15, 1869', 'Oct, 20, 1869', 'Oct, 23, 1869']
dates = [parser.parse(i) for i in dateString]
td = np.diff(dates)
print(td)
# [datetime.timedelta(days=8) datetime.timedelta(days=5)
#  datetime.timedelta(days=5) datetime.timedelta(days=3)]
d = [i.days for i in td]
print(d)  # [8, 5, 5, 3]

---

2. date类

class date:
    def __init__(self, year, month, day):
        pass
    def today(cls):
        pass

• date.today() 获取当前日期信息。
  【例子】如何在 Python 中获取当前日期和时间？

import datetime
d = datetime.date(2020, 6, 25)
print(d)  # 2020-06-25
print(type(d))  # 
d = datetime.date.today()
print(d)  # 2020-06-25
print(type(d))  # 

【练习】如何统计两个日期之间有多少个星期六？

# 输入
d1 = datetime.date(1869, 1, 2)
d2 = datetime.date(1869, 10, 2)
# 输出
40

【参考答案】

import datetime
d1 = datetime.date(1869, 1, 2)
d2 = datetime.date(1869, 10, 2)
dt = (d2 - d1).days
print(dt)
print(d1.isoweekday())  # 6
print(dt // 7 + 1)  # 40

---

3. time类

class time:
    def __init__(self, hour, minute, second, microsecond, tzinfo):
        pass

【例子】如何使用 datetime.time() 类？

import datetime
t = datetime.time(12, 9, 23, 12980)
print(t)  # 12:09:23.012980
print(type(t))  # 

注意：

• 1秒 = 1000 毫秒（milliseconds）
• 1毫秒 = 1000 微妙（microseconds）
  【练习】如何将给定日期转换为当天开始的时间？

# 输入
import datetime
date = datetime.date(2019, 10, 2)
# 输出
2019-10-02 00:00:00

【参考答案】

import datetime
date = datetime.date(2019, 10, 2)
dt = datetime.datetime(date.year, date.month, date.day)
print(dt)  # 2019-10-02 00:00:00
dt = datetime.datetime.combine(date, datetime.time.min)
print(dt)  # 2019-10-02 00:00:00

---

4. timedelta类

timedelta 表示具体时间实例中的一段时间。你可以把它们简单想象成两个日期或时间之间的间隔。
它常常被用来从 datetime 对象中添加或移除一段特定的时间。

class timedelta(SupportsAbs[timedelta]):
    def __init__(self, days, seconds, microseconds, milliseconds, minutes, hours, weeks,):
        pass
    def days(self):
        pass
    def total_seconds(self):
        pass

【例子】如何使用 datetime.timedelta() 类？

import datetime
td = datetime.timedelta(days=30)
print(td)  # 30 days, 0:00:00
print(type(td))  # 
print(datetime.date.today())  # 2020-07-01
print(datetime.date.today() + td)  # 2020-07-31
dt1 = datetime.datetime(2020, 1, 31, 10, 10, 0)
dt2 = datetime.datetime(2019, 1, 31, 10, 10, 0)
td = dt1 - dt2
print(td)  # 365 days, 0:00:00
print(type(td))  # 
td1 = datetime.timedelta(days=30)  # 30 days
td2 = datetime.timedelta(weeks=1)  # 1 week
td = td1 - td2
print(td)  # 23 days, 0:00:00
print(type(td))  # 

如果将两个 datetime 对象相减，就会得到表示该时间间隔的 timedelta 对象。
同样地，将两个时间间隔相减，可以得到另一个 timedelta 对象。
【练习】

1. 距离你出生那天过去多少天了？
2. 距离你今年的下一个生日还有多少天？
3. 将距离你今年的下一个生日的天数转换为秒数。

# 输入
bday = 'Oct 2, 1969'

【参考答案】

from dateutil import parser
import datetime
bDay = 'Oct 2, 1969'
dt1 = parser.parse(bDay).date()
dt2 = datetime.date.today()
dt3 = datetime.date(dt2.year, dt1.month, dt1.day)
print(dt1)  # 1969-10-02
print(dt2)  # 2020-07-01
print(dt3)  # 2020-10-02
td = dt2 - dt1
print(td.days)  # 18535
td = dt3 - dt2
print(td.days)  # 93
print(td.days * 24 * 60 * 60)  # 8035200
print(td.total_seconds())  # 8035200.0

---

练习题：
1、假设你获取了用户输入的日期和时间如2020-1-21 9:01:30，以及一个时区信息如UTC+5:00，均是str，请编写一个函数将其转换为timestamp：
题目说明:

"""
Input file
example1: dt_str='2020-6-1 08:10:30', tz_str='UTC+7:00'
example2: dt_str='2020-5-31 16:10:30', tz_str='UTC-09:00'
Output file
result1: 1590973830.0
result2: 1590973830.0
"""
def to_timestamp(dt_str, tz_str):
    # your code here
        pass

2、编写Python程序以选择指定年份的所有星期日。
题目说明:

"""
Input file
   2020
Output file
   2020-01-05                         
   2020-01-12              
   2020-01-19                
   2020-01-26               
   2020-02-02     
   -----
   2020-12-06               
   2020-12-13                
   2020-12-20                
   2020-12-27 
"""
def all_sundays(year):
    # your code here