Python学习笔记：Python的时间操作（time，datetime，timedelta，calendar）（python记录时间）

Python学习笔记：Python的时间操作（time，datetime，timedelta，calendar）（python记录时间）

做项目的时候，有一个简单需求，就是取到当前时间5年后的某个时间点，这个要怎么做？

这个不是简单的加5年时间，需要库里有自动识别哪一年是闰年，最后返回准确结果。

看起来简单的需求，但因为对Python类库不熟悉，可能被多个时间对象搞懵！

唯一的办法，只能把python中所有关于时间的模块全部学习一遍，以下记录学习的笔记。

通过学习，得出解决这个问题的方法：

以下重点内容标红显示

一、背景知识介绍：

1、时间是人类规定的产物，与长度单位是一个道理，米这个单位也是人类发明的。简单说就是地球自转1圈为1天，地球饶太阳公转1圈为1年，而且根据公转自转度量时间都是不可靠的（因为非匀速无法准确度量），关键是找到匀速的度量工具。

历史上时间计量的方法，比如：

太阳时：以太阳为基础的相对于原子时不十分精准的时间

历书时：描述天体运动的方程式中采用的时间﹐或天体历表中应用的时间，已经被原子时替代，不多做讨论。

格林威治时间标准时间（GMT）：以本初子午线的平子夜起算的平太阳时，1960年以前曾作为基本时间计量系统被广泛应用，因为地球自转非匀速，所以并不是一个很好的时间度量系统，已经被原子时替代。但是一些原则却被保留了下来，比如将世界分为24个时区。

协调世界时（UTC）：这是现在主要用的时间系统，为了保证时间的匀速统一，采用原子正常衰变的时间做为基准来度量时间（具体理论不深究），由原子钟提供原子时，然后对世界时进行纠正，在适当的实际加减秒数以达到一致。所以，在不需要精确到秒的情况下，通常将GMT 和UTC 视作等同。

中国属于UTC+8区，也就是东八区，需要在UTC时间的基础上加8小时得到北京时间。

夏令时：为了节约能源，人为将时钟调快的行为，这是非普遍行为所以在程序中可以不考虑，在中国已经废除了这个制度。如果一定要考虑这个因素可以用到tzinfo对象，因只使用简单时间所以本文未对tzinfo对象做研究。

ISO8601 ：国际标准化组织制定的ISO8601国际标准，是日期和时间的表示方法。比如：2004-05-03T17:30:08+08:00，中间的T代表间隔符，最后的+08:00代表时差。

简单型时间：不考虑时区、夏时令等因素，而仅通过运行程序所在地获得时间的返回值。简单型对象更易于理解和使用，代价则是忽略了某些现实性考量。推荐使用！

感知型时间：考虑时区、夏时令等因素，将所有情况都考虑进去后得到矫正的时间值，其用来表示一个没有解释空间的固定时间点。python提供一个抽象类接口tzinfo，通过实现其子类来完善时间，datetime模块只提供了一个tzinfo类，即timezone类。

2、为什么要知道这些背景知识？

因为Python中出现很多关于时间的术语，比如UTC，如果一个方法返回的是UTC时间，如果不知道以上知识，就无法对返回值有预期。

二、Python 的时间类库概述：

三、time 模块：包含时间的访问和转换功能，time模块不同于datetime中的time对象

1、class time.struct_time：为 gmtime() 、 localtime() 和 strptime()的返回值 。它是带有 named tuple 接口的对象：可以通过索引和属性名访问值。 存在以下值：

2、时间戳类型，形式是从 epoch 开始的秒数（浮点型 float），epoch的值可以用time.gmtime(0)查看，一般是1970年1月1日0时开始。

3、字符串类型，形式是字符串，这里包含了时间格式转换成自定义格式字符串的各种函数。

4、函数介绍：

< 图2 >

strptime(string[, format])：字符串转struct_time类型，format 参数同上，string 和 format 都必须是字符串。

time() ：返回以float数表示的从 epoch 开始的秒数的时间值，epoch的值可以用gmtime(0)获得，gmtime()和localtime()默认使用time()，前者返回UTC时间，后者返回本地时间。

四、timedelta模块：这是一个代表时间间隔的对象，可以对时间进行计算

1、timedelta对象的标准化：timedelta会将输入的值都归结到天数上，如：timedelta(days=50,seconds=27,microseconds=10,milliseconds=29000,minutes=5,hours=8,weeks=2)，将得到datetime.timedelta(days=64, seconds=29156, microseconds=10)的结果

2、支持timedelta对象对象之间的运算：

3、支持timedelta对象之间用关系运算符计算：

4、timedelta 对象还支持与 date 和 datetime 对象进行特定的相加和相减运算：这在下面的date模块中介绍。

5、timedelta.total_seconds()：返回timedelta对象所表示的时间段以秒为单位的数值。

五、date模块：代表年、月、日的日期对象，也就是说该对象重点操作对象是年月日，忽略时分秒。两个date对象之间，或者date对象和timedalta对象之间，可以做加减运算，可以比对大、小和相等关系。

1、函数介绍：

today()：返回当前本地日期，比如：date.today()，返回2020-04-14，相当于date.fromtimestamp(time.time())

fromtimestamp(timestamp)：返回时间戳格式的日期字符串，timestamp为时间戳，是必填参数，比如：date.fromtimestamp(time.time())，返回：2020-04-14

fromordinal(days)：返回对应于预期格列高利历序号的日期。传入一个从公元1年1月1日开始计算的天数，返回一个具体的年份，现在还没想到应用场景。比如：date.fromordinal(2)，返回：0001-01-02。也就是公元1年1月1日。

fromisoformat(date_string)：返回一个字符串日期的date对象，只支持 YYYY-MM-DD 格式，是date.isoformat() 的逆操作方法，比如：fromisoformat(“2010-04-20”)，返回：datetime.date(2019, 12, 4)

fromisocalendar(year,week,day)：返回指定时间的日期，year为年份，week为此年份第几个星期(值范围：平年是1~52，闰年是1~53，闰年是52周加2天所以是53)，day为此星期的星期几(值范围：1~7)

replace(year=self.year, month=self.month, day=self.day)：替换年月日为一个新日期

>>> from datetime import date

>>> d = date(2002, 12, 31)

>>> d.replace(day=26)

datetime.date(2002, 12, 26)

timetuple()：返回struct_time类型，即 time.localtime() 所返回的类型。但只有year，month，days。另外hours, minutes 和 seconds 值均为 0

toordinal()：与fromordinal(days)是相对应的一对函数，返回日期的对应的从公元1年1月1日开始的天数。比如：date(2020,4,14).toordinal()，返回：737529

isoweekday()：返回星期几，1~7，0代表星期一，以此类推。比如：date(2020,4,14).isoweekday()，返回：1

isocalendar()：返回一个 3 元组 (ISO 年份, ISO 周序号, ISO 周日期)，比如：date(2020,4,14).isocalendar()，返回：(2020, 16, 2)，代表2020年第16周第二天

isoformat()：返回格式 YYYY-MM-DD 来表示日期的字符串，这是 date.fromisoformat() 的逆操作。比如：date.today().isoformat()，返回：2020-04-14

ctime()：返回一个日期字符串，等效于：time.ctime(time.mktime(d.timetuple()))，比如：date(2002, 12, 4).ctime()，返回：'Wed Dec 4 00:00:00 2002'

replace(year=self.year, month=self.month, day=self.day)：替换年月日返回一个新的date对象。

strftime(format)：返回指定格式的时间字符串。format格式如上面< 图2 >，比如：date.today().strftime("%d/%m/%y")，返回：'11/03/02'

2、运算：支持与timedalta对象的运算。

3、date代码示例

六、time对象：代表某日的（本地）时间，它独立于任何特定日期，并可通过 tzinfo 对象来调整。（tzinfo 对象涉及到时区和夏令时等概念，本文不做讨论）

1、函数介绍：

2、time对象计算：time 对象支持 time 与 time 的比较，当 a 时间在 b 之前时，则认为 a 小于 b

七、datetime对象：对象是包含来自 date 对象和 time 对象的所有信息的单一对象。意味这我们只需要用这个对象即可。

1、函数介绍：

2、datetime对象的计算

[参考资料]

协调世界时：https://baike.baidu.com/item/%E5%8D%8F%E8%B0%83%E4%B8%96%E7%95%8C%E6%97%B6/787659?fr=aladdin

Python的time模块：https://docs.python.org/zh-cn/3/library/time.html

Python的datetime模块：https://docs.python.org/zh-cn/3/library/datetime.html

ISO 8601时间格式：https://baike.baidu.com/item/ISO%208601/3910715?fr=aladdin

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