Python3之内建模块datetime

　　datetime

　　datetime是python处理日期和时间的标准库

　　获取当前日期和时间

>>> from datetime import datetime
#获取当前的datetime
>>> now=datetime.now()
>>> now
datetime.datetime(2019, 7, 17, 9, 40, 18, 217033)
>>> print(now)
2019-07-17 09:40:18.217033
>>> print(type(now))
<class 'datetime.datetime'>

　　注意导入的是datetime模块，datetime模块还包含一个datetime类，通过from datetime import datetime导入的才是datetime这个类。

　　获取指定的日期和时间

>>> from datetime import datetime
>>> dt=datetime(2019,7,17,9,46)
>>> print(dt)
2019-07-17 09:46:00

　　datetime转换为timestamp

　　在计算机中，时间实际上是用数字表示的。我们把1970年1月1日 00:00:00 UTC+00:00时区的时刻称为epoch time，记为0（1970年以前的时间timestamp为负数），当前时间就是相对于epoch time的秒数，称为timestamp。

　　可以认为

timestamp = 0 = 1970-1-1 00:00:00 UTC+0:00

　　对应的北京时间是

timestamp = 0 = 1970-1-1 08:00:00 UTC+8:00

　　可见timestamp的值与时区毫无关系，因为timestamp一旦确定，其UTC时间就确定了，转换到任意时区的时间也是完全确定的，这就是为什么计算机存储的当前时间是以timestamp表示的，因为全球各地的计算机在任意时刻的timestamp都是完全相同的（假定时间已校准）。

　　把一个datetime类型转换为timestamp只需要简单调用timestamp()方法

>>> from datetime import datetime
>>> dt=datetime(2019,7,17,9,46)
>>> dt.timestamp()
1563327960.0

　　注意Python的timestamp是一个浮点数。如果有小数位，小数位表示毫秒数。

　　某些编程语言（如Java和JavaScript）的timestamp使用整数表示毫秒数，这种情况下只需要把timestamp除以1000就得到Python的浮点表示方法。

　　timestamp转换成datetime

　　要把timestamp转换为datetime，使用datetime提供的fromtimestamp()方法

>>> t=1563327960.0
>>> print(datetime.fromtimestamp(t))
2019-07-17 09:46:00

　　注意到timestamp是一个浮点数，它没有时区的概念，而datetime是有时区的。上述转换是在timestamp和本地时间做转换。

　　本地时间是指当前操作系统设定的时区。例如北京时区是东8区，则本地时间

2019-07-17 09:46:00

　　实际上就是UTC+8:00时区的时间

2019-07-17 09:46:00 UTC+8:00

　　而此刻的格林威治标准时间与北京时间差了8小时，也就是UTC+0:00时区的时间应该是：

2019-07-17 09:46:00 UTC+0:00

　　timestamp也可以直接被转换到UTC标准时区的时间

#本地时间
>>> print(datetime.fromtimestamp(t))
2019-07-17 09:46:00
#UTC时间
>>> print(datetime.utcfromtimestamp(t))
2019-07-17 01:46:00

　　str转换为datetime

　　很多时候，用户输入的日期和时间是字符串，要出来日期和时间，首先必须把str转换为datetime。转换的方法是通过datetime.strptime()实现，需要一根日期和时间的格式化字符串

>>> cday=datetime.strptime('2019-7-17 10:10:59','%Y-%m-%d %H:%M:%S')
>>> cday
datetime.datetime(2019, 7, 17, 10, 10, 59)
>>> print(cday)
2019-07-17 10:10:59

　　字符串'%Y-%m-%d %H:%M:%S'规定了日期和时间部分的格式。

　　注意转换后的datetime是没有时区信息的

　　datetime转换为str

　　如果已经有了datetime对象，要把它格式化为字符串显示给用户,就需要转换为str，转换方法是通过strftime()实现的，同样需要一个日期和时间的格式化字符串：

>>> now=datetime.now()
>>> now.strftime('%Y-%m-%d %H:%M:%S')
'2019-07-17 10:16:00'

　　datetime的加减

　　对日期和时间进行的加减实际上就是把datetime往后或往前计算，得到新的datetime.加减可以直接用+和-运算符，不过需要导入timedelta这个类

>>> from datetime import datetime,timedelta
>>> now=datetime.now()
>>> now
datetime.datetime(2019, 7, 17, 10, 18, 37, 967965)
>>> now+timedelta(hours=10)
datetime.datetime(2019, 7, 17, 20, 18, 37, 967965)
>>> now-timedelta(days=1)
datetime.datetime(2019, 7, 16, 10, 18, 37, 967965)
>>> now+timedelta(days=2,hours=12)
datetime.datetime(2019, 7, 19, 22, 18, 37, 967965)

　　使用timedelta可以很容易地计算出前几天和后几天的时刻

　　本地时间转换为UTC时间

　　本地时间是指系统设定时区的时间，例如北京时间是UTC+8:00时区的时间，而UTC时间指UTC+0:00时区的时间。

　　一个datetime类似有一个时区属性tzinfo，但默认为Nonw，所以无法区分这个datetime到底是哪个时区，除非强行给datetime设置一个时区。

>>> from datetime import datetime,timedelta,timezone
>>> tz_utc_8=timezone(timedelta(hours=8))
>>> tz_utc_8
datetime.timezone(datetime.timedelta(seconds=28800))
>>> now=datetime.now()
>>> now
datetime.datetime(2019, 7, 17, 10, 44, 32, 7048)
>>> dt=now.replace(tzinfo=tz_utc_8)
>>> dt
datetime.datetime(2019, 7, 17, 10, 44, 32, 7048, tzinfo=datetime.timezone(datetime.timedelta(seconds=28800)))

　　如果系统时区恰好是UTC+8:00，你们上述代码就是正确的，否则，不能强制设置为UTC+8:00时区

　　打印dt会显示时区信息

>>> print(dt)
2019-07-17 10:44:32.007048+08:00

　　如果没有转换，例如，则不包含时区信息

>>> dt=datetime(2019,7,17,10,48)
>>> print(dt)
2019-07-17 10:48:00

　　时区转换

　　我们可以先通过utcnow()拿到当前的UTC时间，再转换为任意时区的时间：

#那倒UTC时间,并强制设置时区为UTC+0:00
>>> utc_dt=datetime.utcnow().replace(tzinfo=timezone.utc)
>>> print(utc_dt)
2019-07-17 02:53:16.051837+00:00
#astimezone()将转换时区为北京时间
>>> bj_dt=utc_dt.astimezone(timezone(timedelta(hours=8)))
>>> print(bj_dt)
2019-07-17 10:53:16.051837+08:00
#将转换为东京时间
>>> tokoy_dt=utc_dt.astimezone(timezone(timedelta(hours=9)))
>>> print(tokoy_dt)
2019-07-17 11:53:16.051837+09:00
#将bj_dt转换为东京时间
>>> tokoy_dt2=bj_dt.astimezone(timezone(timedelta(hours=9)))
>>> print(tokoy_dt2)
2019-07-17 11:53:16.051837+09:00

　　时区转换的关键在于，拿到一个datetime时，要获知其正确的时区，然后强制设置时区，作为基准时间。

　　利用带时区的datetime，通过astimezone()方法，可以转换到任意时区。

　　注：不是必须从UTC+0:00时区转换到其他时区，任何带时区的datetime都可以正确转换，例如上述bj_dt到tokyo_dt的转换。

　　小结

　　datetime表示时间需要时区信息才能确定一个特定的时间，否则只能视为本地时间。

　　如果要存储datetime，最近方法是将其转换为timestamp再存储，因为timestamp的值与时区无关

　　练习

　　假如你获取了用户输入日期和时间如2019-7-17 11:01:30，以及一个时区信息例如UTC+5:00,均是str，请编写一个函数将其转换为timestamp

　　to_timestamp.py

import re
from datetime import datetime,timezone,timedelta
def to_timestamp(dt_str,tz_str):
    #把用户输入的字符串转换成时间，格式为类似2015-06-01 08:10:30但是不包含时区信息
    cday=datetime.strptime(dt_str,'%Y-%m-%d %H:%M:%S')
    #通过tz_str格式为UTC+7:00获取时区信息
    #例如tz_str='UTC+7:00'正则匹配offset为7
    offset=int(re.match(r'^UTC([+|-]\d+):\d{2}$',tz_str).group(1))
    #设置时区信息
    tz_utc=timezone(timedelta(hours=offset))
    #把cday加上时区信息
    dt=cday.replace(tzinfo=tz_utc)
    #加上时区信息的时间可以通过timestamp()方法生成时间戳作为函数返回值
    return dt.timestamp()
 
print(to_timestamp('2015-6-1 08:10:30','UTC+7:00'))
print(to_timestamp('2015-5-31 16:10:30','UTC-09:00'))

　　输出

1433121030.0
1433121030.0