datetime
最后更新于：2022-04-01 01:14:49
datetime是Python处理日期和时间的标准库。
### 获取当前日期和时间
我们先看如何获取当前日期和时间：
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>>> from datetime import datetime
>>> now = datetime.now() # 获取当前datetime
>>> print(now)
2015-05-18 16:28:07.198690
>>> print(type(now))
<class 'datetime.datetime'>
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注意到`datetime`是模块，`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。
如果仅导入`import datetime`，则必须引用全名`datetime.datetime`。
`datetime.now()`返回当前日期和时间，其类型是`datetime`。
### 获取指定日期和时间
要指定某个日期和时间，我们直接用参数构造一个`datetime`：
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>>> from datetime import datetime
>>> dt = datetime(2015, 4, 19, 12, 20) # 用指定日期时间创建datetime
>>> print(dt)
2015-04-19 12:20:00
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### 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。
你可以认为：
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timestamp = 0 = 1970-1-1 00:00:00 UTC+0:00
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对应的北京时间是：
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timestamp = 0 = 1970-1-1 08:00:00 UTC+8:00
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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：
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>>> from datetime import datetime
>>> dt = datetime(2015, 4, 19, 12, 20) # 用指定日期时间创建datetime
>>> dt.timestamp() # 把timestamp转换为datetime
1429417200.0
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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转换为datetime
要把timestamp转换为`datetime`，使用`datetime`提供的`fromtimestamp()`方法：
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>>> from datetime import datetime
>>> t = 1429417200.0
>>> print(datetime.fromtimestamp(t))
2015-04-19 12:20:00
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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：
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2015-04-19 12:20:00
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实际上就是UTC+8:00时区的时间：
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2015-04-19 12:20:00 UTC+8:00
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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：
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2015-04-19 04:20:00 UTC+0:00
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timestamp也可以直接被转换到UTC标准时区的时间：
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>>> from datetime import datetime
>>> t = 1429417200.0
>>> print(datetime.fromtimestamp(t)) # 本地时间
2015-04-19 12:20:00
>>> print(datetime.utcfromtimestamp(t)) # UTC时间
2015-04-19 04:20:00
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### str转换为datetime
很多时候，用户输入的日期和时间是字符串，要处理日期和时间，首先必须把str转换为datetime。转换方法是通过`datetime.strptime()`实现，需要一个日期和时间的格式化字符串：
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>>> from datetime import datetime
>>> cday = datetime.strptime('2015-6-1 18:19:59', '%Y-%m-%d %H:%M:%S')
>>> print(cday)
2015-06-01 18:19:59
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字符串`'%Y-%m-%d %H:%M:%S'`规定了日期和时间部分的格式。详细的说明请参考[Python文档](https://docs.python.org/3/library/datetime.html#strftime-strptime-behavior)。
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：
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>>> from datetime import datetime
>>> now = datetime.now()
>>> print(now.strftime('%a, %b %d %H:%M'))
Mon, May 05 16:28
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### datetime加减
对日期和时间进行加减实际上就是把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：
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>>> from datetime import datetime, timedelta
>>> now = datetime.now()
>>> now
datetime.datetime(2015, 5, 18, 16, 57, 3, 540997)
>>> now + timedelta(hours=10)
datetime.datetime(2015, 5, 19, 2, 57, 3, 540997)
>>> now - timedelta(days=1)
datetime.datetime(2015, 5, 17, 16, 57, 3, 540997)
>>> now + timedelta(days=2, hours=12)
datetime.datetime(2015, 5, 21, 4, 57, 3, 540997)
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可见，使用`timedelta`你可以很容易地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`类型有一个时区属性`tzinfo`，但是默认为`None`，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：
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>>> from datetime import datetime, timedelta, timezone
>>> tz_utc_8 = timezone(timedelta(hours=8)) # 创建时区UTC+8:00
>>> now = datetime.now()
>>> now
datetime.datetime(2015, 5, 18, 17, 2, 10, 871012)
>>> dt = now.replace(tzinfo=tz_utc_8) # 强制设置为UTC+8:00
>>> dt
datetime.datetime(2015, 5, 18, 17, 2, 10, 871012, tzinfo=datetime.timezone(datetime.timedelta(0, 28800)))
~~~
如果系统时区恰好是UTC+8:00，那么上述代码就是正确的，否则，不能强制设置为UTC+8:00时区。
### 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：
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# 拿到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)
2015-05-18 09:05:12.377316+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)
2015-05-18 17:05:12.377316+08:00
# astimezone()将转换时区为东京时间:
>>> tokyo_dt = utc_dt.astimezone(timezone(timedelta(hours=9)))
>>> print(tokyo_dt)
2015-05-18 18:05:12.377316+09:00
# astimezone()将bj_dt转换时区为东京时间:
>>> tokyo_dt2 = bj_dt.astimezone(timezone(timedelta(hours=9)))
>>> print(tokyo_dt2)
2015-05-18 18:05:12.377316+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`表示的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`，最佳方法是将其转换为timestamp再存储，因为timestamp的值与时区完全无关。
### 练习
假设你获取了用户输入的日期和时间如`2015-1-21 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：
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# -*- coding:utf-8 -*-
import re
from datetime import datetime, timezone, timedelta
def to_timestamp(dt_str, tz_str):
# 测试:
t1 = to_timestamp('2015-6-1 08:10:30', 'UTC+7:00')
assert t1 == 1433121030.0, t1
t2 = to_timestamp('2015-5-31 16:10:30', 'UTC-09:00')
assert t2 == 1433121030.0, t2
print('Pass')
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Run
### 参考源码
[use_datetime.py](https://github.com/michaelliao/learn-python3/blob/master/samples/commonlib/use_datetime.py)