1 引言
在實際開發過程中，我們經常會用到日期或者時間，那么在Python中我們怎么獲取時間，以及如何將時間轉換為我們需要的格式呢？在之前的開發中，也曾遇到time、datetime等模塊下的不同函數，這些函數名又很是相似，幾次下來頭都昏了，今天來徹底總結梳理一下Python中日期時間獲取與格式化。
2 理論准備
首先必須做一點理論准備，不然待會都不知道為什么會有這些函數。介紹3個概念：
UTC time Coordinated Universal Time，世界協調時，又稱格林尼治天文時間、世界標准時間。與UTC time對應的是各個時區的local time，也就是本地時間，例如我們的北京時間。
epoch time表示時間開始的起點；它是一個特定的時間，不同平台上這個時間點的值不太相同，對於Unix而言，epoch time為 1970-01-01 00:00:00 UTC。
timestamp（時間戳） 也稱為Unix時間 或 POSIX時間；它是一種時間表示方式，表示從格林尼治時間1970年1月1日0時0分0秒開始到現在所經過的毫秒數，其值為float類型。 但是有些編程語言的相關方法返回的是秒數，例如我們的天下第一編程語言-Python大法就是這樣（請不要反駁我）。所謂的時間戳timestamp就是當前時間與格林尼治時間1970年1月1日0時0分0秒之間過了多少秒。
相應的，日期時間就有三種表示方法：
1）stamptime時間戳，時間戳表示的是從1970年1月1日00:00:00開始按秒計算的偏移量。stamptime表現為一個float類型數據。
2）struct_time時間元組，共有九個元素組。stamptime時間戳和格式化時間字符串之間的轉化必須通過struct_time才行，所以struct_time時間元組時3中時間表示的中心。
3）format time 格式化時間，已格式化的結構字符串使時間更具可讀性。包括自定義格式和固定格式。
那么，下面要說的就是怎么獲取這三個時間，並進行這三個時間之間的轉化。先總結一下time模塊。
3 time模塊
先放兩個圖：
time模塊中，幾乎所有時間獲取與格式轉化的函數都在上圖中了，只要理清了這幅圖的關系，那么time模塊就不再是問題。圖中，藍色方塊表示那三種時間格式，箭頭表示時間的轉化。下面，重點來了：
1）獲取當前時間的方法只有一個，那就是通過上圖中的函數1——time.time()。也就是說，要想獲取當前時間，只能通過這個方法，而且獲取的是時間戳格式的時間。想直接獲取當前時間的時間元組格式或格式化字符串？沒門，只能老老實實轉化。
2）當傳入默認參數時，指的是使用當前時間作為參數值。圖中帶黃色底紋的都是設有默認值的參數（雖然默認值為None），函數2、3不傳入該參數時，系統會自動獲取當前時間的時間戳作為該參數值。而函數5則是系統會自動獲取當前時間的時間元組作為該參數值，不是不能直接獲取當前時間的時間元組嗎？是的，但系統會先獲取當前時間的時間戳，然后轉化為時間元組。上圖中只有向左的箭頭所代表的函數才有默認值，就是因為向右才能由時間戳轉化得到需要的時間格式。
3） localtime（函數2）和gmtime（函數3）都可以實現將時間戳轉化為時間元組，但是，localtime轉化的是本地時間，gmtime轉為的是世界標准時間。
4）asctime（函數7）和ctime（函數8）只能轉為為%a %b %d %H:%M:%S %Y格式的字符串時間。不傳入參數時，用的也是當前時間。
5）struct_time元組元素結構：
| 下標/索引 |
屬性名稱 |
描述 |
| 0 |
tm_year |
年份，如 2018 |
| 1 |
tm_mon |
月份，取值范圍為[1, 12] |
| 2 |
tm_mday |
一個月中的第幾天，取值范圍為[1-31] |
| 3 |
tm_hour |
小時， 取值范圍為[0-23] |
| 4 |
tm_min |
分鍾，取值范圍為[0, 59] |
| 5 |
tm_sec |
秒，取值范圍為[0, 61] |
| 6 |
tm_wday |
一個星期中的第幾天，取值范圍為[0-6]，0表示星期一 |
| 7 |
tm_yday |
一年中的第幾天，取值范圍為[1, 366] |
| 8 |
tm_isdst |
是否為夏令時，可取值為：0 , 1 或 -1，默認值為-1 |
struct_time屬性值的獲取方式有兩種：
-
- 可以把它當做一種特殊的有序不可變序列通過 下標/索引 獲取各個元素的值，如t[0]
- 也可以通過對象名 “t.屬性名” 的方式來獲取各個元素的值，如t.tm_year。
6）format time結構化表示：
| 格式 |
含義 |
| %a |
本地（locale）簡化星期名稱 |
| %A |
本地完整星期名稱 |
| %b |
本地簡化月份名稱 |
| %B |
本地完整月份名稱 |
| %c |
本地相應的日期和時間表示 |
| %d |
一個月中的第幾天（01 - 31） |
| %H |
一天中的第幾個小時（24小時制，00 - 23） |
| %I |
第幾個小時（12小時制，01 - 12） |
| %j |
一年中的第幾天（001 - 366） |
| %m |
月份（01 - 12） |
| %M |
分鍾數（00 - 59） |
| %p |
本地am或者pm的相應符 |
| %S |
秒（01 - 61） |
| %U |
一年中的星期數。（00 - 53星期天是一個星期的開始。）第一個星期天之前的所有天數都放在第0周。 |
| %w |
一個星期中的第幾天（0 - 6，0是星期天） |
| %W |
和%U基本相同，不同的是%W以星期一為一個星期的開始。 |
| %x |
本地相應日期 |
| %X |
本地相應時間 |
| %y |
去掉世紀的年份（00 - 99） |
| %Y |
完整的年份 |
| %Z |
時區的名字（如果不存在為空字符） |
| %% |
‘%’字符 |
在代碼中實踐一下上面的內容：
1）time.time()
>>> import time >>> time.time() 1544278402.1804464
2）time.localtime()
>>> time.localtime() # 不傳入參數 time.struct_time(tm_year=2018, tm_mon=12, tm_mday=8, tm_hour=22, tm_min=14, tm_sec=58, tm_wday=5, tm_yday=342, tm_isdst=0) >>> time.localtime(time.time()) # 傳入當前時間 time.struct_time(tm_year=2018, tm_mon=12, tm_mday=8, tm_hour=22, tm_min=15, tm_sec=33, tm_wday=5, tm_yday=342, tm_isdst=0) >>> time.localtime(1544200000.1232) # 傳入其他時間戳 time.struct_time(tm_year=2018, tm_mon=12, tm_mday=8, tm_hour=0, tm_min=26, tm_sec=40, tm_wday=5, tm_yday=342, tm_isdst=0)
3）time.gctime()
>>> time.gmtime()
time.struct_time(tm_year=2018, tm_mon=12, tm_mday=8, tm_hour=14, tm_min=18, tm_sec=38, tm_wday=5, tm_yday=342, tm_isdst=0)
4）time.mktime()
>>> time.mktime(time.localtime())
1544279024.0
5）strftime(format, p_tuple=None)
>>> time.strftime('%y-%m-%d' , time.localtime()) '18-12-08' >>> time.strftime('%Y-%m-%d' , time.localtime())
'2018-12-08'
>>> time.strftime('%Y年%m月%d日 %M時%I分%S秒' , time.localtime())
'2018年12月08日 34時10分04秒'
6）strptime(string, format)
>>> time.strptime('2018年12月08日 34時10分04秒' , '%Y年%m月%d日 %M時%I分%S秒') time.struct_time(tm_year=2018, tm_mon=12, tm_mday=8, tm_hour=10, tm_min=34, tm_sec=4, tm_wday=5, tm_yday=342, tm_isdst=-1)
7）asctime(p_tuple=None)
>>> time.asctime() # 不傳入參數，默認是當前時間 'Sat Dec 8 22:42:46 2018' >>> time.asctime(time.localtime(1544278402.1804464)) 'Sat Dec 8 22:13:22 2018'
8）ctime(seconds=None)
>>> time.ctime() # 不傳入參數 'Sat Dec 8 22:45:58 2018' >>> time.ctime(1544278402.1804464) 'Sat Dec 8 22:13:22 2018'
4 datetime模塊
datetime模塊是time模塊的進一步封裝，對用戶更加友好，在時間各屬性的獲取上回更加方便一些，當然，在效率上會略微低一些。datetime模塊的功能主要都幾種在datetime、date、time、timedelta、tzinfo五個類中。這五個類功能如下表所示：
| 類名 |
功能 |
| date |
提供日期（年、月、日）的處理 |
| time |
提供時間（時、分、秒）的處理 |
| datetime |
同時提供對日期和時間的處理 |
| timedelta |
兩個date、time、datetime實例之間的時間間隔（時間加減運算） |
| tzinfo |
時區信息 |
4.1 date類
先來說說date類，其定義如下：
class datetime.date(year, month, day)
year, month 和 day都是是必須參數，各參數的取值范圍為：
| 參數名稱 |
取值范圍 |
| year |
[MINYEAR, MAXYEAR] |
| month |
[1, 12] |
| day |
[1, 指定年份的月份中的天數] |
類方法和屬性
| 類方法/屬性名稱 |
描述 |
| date.max |
date對象所能表示的最大日期：9999-12-31 |
| date.min |
date對象所能表示的最小日志：00001-01-01 |
| date.resoluation |
date對象表示的日期的最小單位：天 |
| date.today() |
返回一個表示當前本地日期的date對象 |
| date.fromtimestamp(timestamp) |
根據跟定的時間戳，返回一個date對象 |
對象方法和屬性
| 對象方法/屬性名稱 |
描述 |
| d.year |
年 |
| d.month |
月 |
| d.day |
日 |
| d.replace(year[, month[, day]]) |
生成並返回一個新的日期對象，原日期對象不變 |
| d.timetuple() |
返回日期對應的time.struct_time對象 |
| d.toordinal() |
返回日期是是自 0001-01-01 開始的第多少天 |
| d.weekday() |
返回日期是星期幾，[0, 6]，0表示星期一 |
| d.isoweekday() |
返回日期是星期幾，[1, 7], 1表示星期一 |
| d.isocalendar() |
返回一個元組，格式為：(year, weekday, isoweekday) |
| d.isoformat() |
返回‘YYYY-MM-DD’格式的日期字符串 |
| d.strftime(format) |
返回指定格式的日期字符串，與time模塊的strftime(format, struct_time)功能相同 |
4.2 time類
定義格式：
class datetime.time(hour, [minute[, second, [microsecond[, tzinfo]]]])
hour為必須參數，其他為可選參數。各參數的取值范圍為：
| 參數名稱 |
取值范圍 |
| hour |
[0, 23] |
| minute |
[0, 59] |
| second |
[0, 59] |
| microsecond |
[0, 1000000] |
| tzinfo |
tzinfo的子類對象，如timezone類的實例 |
類方法和屬性
| 類方法/屬性名稱 |
描述 |
| time.max |
time類所能表示的最大時間：time(23, 59, 59, 999999) |
| time.min |
time類所能表示的最小時間：time(0, 0, 0, 0) |
| time.resolution |
時間的最小單位，即兩個不同時間的最小差值：1微秒 |
對象方法和屬性
| 對象方法/屬性名稱 |
描述 |
| t.hour |
時 |
| t.minute |
分 |
| t.second |
秒 |
| t.microsecond |
微秒 |
| t.tzinfo |
返回傳遞給time構造方法的tzinfo對象，如果該參數未給出，則返回None |
| t.replace(hour[, minute[, second[, microsecond[, tzinfo]]]]) |
生成並返回一個新的時間對象，原時間對象不變 |
| t.isoformat() |
返回一個‘HH:MM:SS.%f’格式的時間字符串 |
| t.strftime() |
返回指定格式的時間字符串，與time模塊的strftime(format, struct_time)功能相同 |
4.3 datetime類
datetime類的定義如下：
class datetime.datetime(year, month, day, hour=0, minute=0, second=0, microsecond=0, tzinfo=None)
year, month 和 day是必須要傳遞的參數， tzinfo可以是None或tzinfo子類的實例。
各參數的取值范圍為：
| 參數名稱 |
取值范圍 |
| year |
[MINYEAR, MAXYEAR] |
| month |
[1, 12] |
| day |
[1, 指定年份的月份中的天數] |
| hour |
[0, 23] |
| minute |
[0, 59] |
| second |
[0, 59] |
| microsecond |
[0, 1000000] |
| tzinfo |
tzinfo的子類對象，如timezone類的實例 |
如果一個參數超出了這些范圍，會引起ValueError異常。
類方法和屬性:
| 類方法/屬性名稱 |
描述 |
| datetime.today() |
返回一個表示當前本期日期時間的datetime對象 |
| datetime.now([tz]) |
返回指定時區日期時間的datetime對象，如果不指定tz參數則結果同上 |
| datetime.utcnow() |
返回當前utc日期時間的datetime對象 |
| datetime.fromtimestamp(timestamp[, tz]) |
根據指定的時間戳創建一個datetime對象 |
| datetime.utcfromtimestamp(timestamp) |
根據指定的時間戳創建一個datetime對象 |
| datetime.combine(date, time) |
把指定的date和time對象整合成一個datetime對象 |
| datetime.strptime(date_str, format) |
將時間字符串轉換為datetime對象 |
對象方法和屬性:
| 對象方法/屬性名稱 |
描述 |
| dt.year, dt.month, dt.day |
年、月、日 |
| dt.hour, dt.minute, dt.second |
時、分、秒 |
| dt.microsecond, dt.tzinfo |
微秒、時區信息 |
| dt.date() |
獲取datetime對象對應的date對象 |
| dt.time() |
獲取datetime對象對應的time對象， tzinfo 為None |
| dt.timetz() |
獲取datetime對象對應的time對象，tzinfo與datetime對象的tzinfo相同 |
| dt.replace([year[, month[, day[, hour[, minute[, second[, microsecond[, tzinfo]]]]]]]]) |
生成並返回一個新的datetime對象，如果所有參數都沒有指定，則返回一個與原datetime對象相同的對象 |
| dt.timetuple() |
返回datetime對象對應的tuple（不包括tzinfo） |
| dt.utctimetuple() |
返回datetime對象對應的utc時間的tuple（不包括tzinfo） |
| dt.toordinal() |
同date對象 |
| dt.weekday() |
同date對象 |
| dt.isocalendar() |
同date獨享 |
| dt.isoformat([sep]) |
返回一個‘%Y-%m-%d |
| dt.ctime() |
等價於time模塊的time.ctime(time.mktime(d.timetuple())) |
| dt.strftime(format) |
返回指定格式的時間字符串 |
上面是date、time、datetime三個類的方法和屬性，關於這三個類，使用方法上基本與time模塊差不多，看方法名基本就一目了然，實在忘記，直接查表就好，本文不在過多介紹。
4.4 timedelta類
timedelta可以方便實現日期（date實例、time實例、datetime實例）之間的加減運算。
datetime.timedelta類的定義
class datetime.timedelta(days=0, seconds=0, microseconds=0, milliseconds=0, hours=0, weeks=0)
所有參數都是默認參數，因此都是可選參數。參數的值可以是整數或浮點數，也可以是正數或負數。內部值存儲days、seconds 和 microseconds，其他所有參數都將被轉換成這3個單位：
- 1毫秒轉換為1000微秒
- 1分鍾轉換為60秒
- 1小時轉換為3600秒
- 1周轉換為7天
然后對這3個值進行標准化，使得它們的表示是唯一的：
- microseconds : [0, 999999]
- seconds : [0, 86399]
- days : [-999999999, 999999999]
類屬性:
| 類屬性名稱 |
描述 |
| timedelta.min |
timedelta(-999999999) |
| timedelta.max |
timedelta(days=999999999, hours=23, minutes=59, seconds=59, microseconds=999999) |
| timedelta.resolution |
timedelta(microseconds=1) |
實例方法和屬性:
| 實例方法/屬性名稱 |
描述 |
| td.days |
天 [-999999999, 999999999] |
| td.seconds |
秒 [0, 86399] |
| td.microseconds |
微秒 [0, 999999] |
| td.total_seconds() |
時間差中包含的總秒數，等價於: td / timedelta(seconds=1) |
5 總結
對於Python中時間、日期模塊的應用主要集中在time模塊和datetime模塊中，其中涉及到的方法和屬性有些多容易混淆，可以以time模塊為出發點，只要理清time模塊中3種時間格式之間的關系，就容易記憶了。
參考資料：
https://blog.csdn.net/p9bl5bxp/article/details/54945920