Python时间模块大汇总！

1. 写在前面

与时间相关的处理无处不在。比如日志管理要记录时间，统计程序执行起止时间，测试函数执行时间。在时间序列的相关性分析中，经常将python的时间模块和pandas的时间处理结合起来，所以了解python时间模块的一些常用操作也很重要。

本文总结了如何使用python的time模块，也是从使用的角度。

python与时间处理相关的模块有两个： time模块和datetime模块。

time模块提供了两种时间表达方式（假设为零点引用，将偏移长度转换为以秒为单位的数值和由9个整数组成的元组struct_time表示的时间），前者一般在测试执行时使用函数使用时间，后者更常用。

datetime模块， 常用类4个（date, time, datetime, timedelta）, 后面会一一看看常用的操作

最后整理一个日历，里面也提供了一些有趣的功能。

Ok, let’s go!

2. time模块

使用之前， 要导入时间模块

import time

时间模块提供与时间相关的类和函数。最常用的是类 struct_time，它包含一个由 9 个表示时间的整数组成的元组。关于时间模块，常用的有以下五个函数：

# 当前时间浮点数  time()
second = time.time()    # 1592451544.5129032

这通常在测试函数的执行速度时使用。函数执行前用start统计当前时间，函数执行后用end统计当前时间，然后将两者相减就可以看出函数的执行速度。

# 时间数组 localtime()  这个函数就可以把上面的这种浮点转成struct_time
local_time = time.localtime(second)
local_time   # 这里面就可以获取相应的属性， tm_wday表示周几， tm_yday表示一年的第多少天
## 结果：
time.struct_time(tm_year=2020, tm_mon=6, tm_mday=18, tm_hour=10, tm_min=21, tm_sec=56, tm_wday=3, tm_yday=170, tm_isdst=0)

可以通过相应的属性名获取到相应的时间值，但是这好像还是不是我们想要的时间格式，那么我们可以使用下面两个函数来获取我们看到的比较顺眼的时间格式：

# 时间字符串  time 类 asctime 方法，转换 struct_time 为时间字符串
str_time = time.asctime(local_time)
str_time     # 'Thu Jun 18 10:21:56 2020'
# 如果上面的还不顺眼， 可以自己格式化时间
# 格式化字符串  time 类 strftime 方法，按照时间格式要求，格式化 struct_time 为时间字符串
format_time = time.strftime('%Y-%m-%d %H:%M:%S', local_time)
format_time      # '2020-06-18 10:21:56'

这样不是更好看吗？再介绍一种，就是把这个格式改回struct_time的格式：

# 字符时间转时间数组   strptime()
str_to_struct = time.strptime(format_time, '%Y-%m-%d %H:%M:%S')  # 注意：第二个参数的时间格式，要匹配上第一个参数的时间格式。
str_to_struct   
## 结果：
time.struct_time(tm_year=2020, tm_mon=6, tm_mday=18, tm_hour=10, tm_min=21, tm_sec=56, tm_wday=3, tm_yday=170, tm_isdst=-1)

最后还要记住常用的时间格式：

%Y ：年

%m ：月 取值 [01,12]

%d ：天 取值 [01,31]

%H ：小时 取值 [00,23]

%M ：分钟 取值 [00,59]

%S ：秒 取值 [00,61] 闰秒

关于时间模块， 比较常用的就这5个函数了。

3. datetime模块

datetime模块里面有四个常用类， date, datetime, time, timedelta。

date: 日期类， 包括属性年月日及相关方法

time: 时间类， 包括属性时分秒及相关方法

datetime：日期时间，继承自date，包括年、月、日、时、分、秒等属性及相关方法，其中年、月、日必须为参数

timedelta: 两个 datetime 值的差，比如相差几天（days）、几小时（hours）、几分（minutes）等

看起来挺复杂的，但是从使用的角度来说，用到的东西并没有太多，我们一一来看，首先import：

from datetime import date, time, datetime, timedelta

date：date表示日期。可以使用的是打印当前日期，将当前日期转换成格式字符串，再改回来。方法与上面时间模块中的方法类似。

# 打印当前日期
tod = date.today()
tod      # datetime.date(2020, 6, 18)
# 当前日期字符串
str_date = date.strftime(tod, '%Y-%m-%d')
str_date   # '2020-06-18'
# 字符日期转日期
# date 类里没有 strptime 方法，它的子类 datetime 才有解析字符串日期的方法 strptime。
str_to_date = datetime.strptime('2020-02-22', '%Y-%m-%d')
str_to_date       # datetime.datetime(2020, 2, 22, 0, 0)

datetime：该类继承于date，在date的基础上增加时间。常用的方法还是获取当前时间，格式化当前时间，再改回来。

# 打印当前时间
right = datetime.now()
right    # datetime.datetime(2020, 6, 18, 10, 31, 43, 759828)
# 当前时间转字符串显示
str_time = datetime.strftime(right, '%Y-%m-%d %H:%M:%S')
str_time  # '2020-06-18 10:31:43'
# 当前时间转字符串显示
str_time = datetime.strftime(right, '%Y-%m-%d %H:%M:%S')
str_time   # datetime.datetime(2020, 6, 18, 10, 31, 43)

timedelta：求两个datetime类型值的差值，返回days:days，hours:hours等的差值。两个相减的时间不能是date类型和datetime类型，虽然这两种类型是父子关系。

d1 = datetime.today()
d2 = d1 - timedelta(hours=10)
print(d1, d2)  # 2020-06-18 11:08:26.659060 2020-06-18 01:08:26.659060

这个在时序数据处理中也是很常用的，类似于pandas的pd.DateOffset，可以计算时间差，尤其是在做滞后特征的时候。

4. Calendar模块

这个模块还有一些有趣的小案例，比如打印日历，判断是否闰年，判断一个月有多少天，获取该月的第一天和最后一天。让我们一一看看：

绘制某一年的日历图

import calendar
year_calerdar_str = calendar.calendar(2020)
print(year_calerdar_str)

可以看一下效果：

绘制某一个月的日历图

# 月的日历图
month_calendar_str = calendar.month(2020, 6)
print(month_calendar_str)
这样会单独打印某个月的日历图。
判断某一年是否闰年（之前都是写代码判断的， 什么能被4整除或者不能被4整除但是能被400整除啥的， 现在竟然有包可调）
# 判断是否闰年
is_leap = calendar.isleap(2020)
is_leap    # True
判断一个月有几天
# 判断月有几天
mydate = date.today()
weekday, days = calendar.monthrange(mydate.year, mydate.month)
print(weekday, days)      # weekday表示该月的第一天是周几， days表示该月有多少天
# 结果： 0  30
月的第一天和最后一天
# 月的第一天和最后一天
mydate = date.today()
# 第一天
month_first_day = date(mydate.year, mydate.month, 1)
# 最后一天
_, days = calendar.monthrange(mydate.year, mydate.month)
month_last_day = date(mydate.year, mydate.month, days)
print(month_first_day, month_last_day)

好了，关于python时间模块的一些常用操作先整理到这里，最后给出一个案例。这个案例可以帮你算算从现在开始你女朋友的生日还有多少天，让你天天算都不会忘记。是的哈哈。

import re
# 计算女朋友的生日离现在还有几天
def get_days(birthday:str)->int:
    splits = re.split(r'[-.\s+/]', birthday)  
    splits = [s for s in splits if s]
    if len(splits) < 3:
        raise ValueError('输入格式不正确， 至少包括年月日')
    
    splits = splits[:3]  # 只截取年月日
    birthday = datetime.strptime('-'.join(splits), '%Y-%m-%d')
    tod = date.today()
    delta = birthday.date() - tod
    return delta.days
  
get_days('2020-09-24')     # 98