python datetime模块

本文介绍Python的datetime模块，是python常用的处理日期和时间的模块。
笔者也介绍了和datetime模块相关的time模块和calendar模块，学习本模块之前最好先学习time模块。

一、初识datetime

datetime模块包含六个类和两个常量。
六个类分别是：

• date：表示日期（年 月 日）
• time：表示时间（时 分 秒 微秒）
• datetime：表示日期和时间 （年 月 日 时 分 秒 微秒）
• timedelta：表示时间间隔（日 秒 微秒）
• datetime_CAPI：表示日期时间对象C语言接口
• tzinfo：表示时区信息
  两个常量分别是：
• MAXYEAR：能表示的最大年份，等于9999
• MINYEAR：能表示的最小年份，等于1

本文不介绍datetime_CAPI和tzinfo两个类。

二、date类

date类由年份、月份和日期三部分构成，包含year、month和day三个仅读的表示具体日期的属性，定义如下：

class datetime.date(year, month, day)
1

其中：
MINYEAR <= year <= MAXYEAR
1 <= month <= 12
1 <= day <= 给定年月对应的天数

1. 访问date对象的属性

date对象有六个属性，分别是：year、month、day、resolution、max、min。

1. 我们可以直接访问date对象的三个表示具体日期的属性（year, month, day），如下：

   >>> import datetime
   >>> a = datetime.date(2021, 2, 27)
   >>> print(a.year, a.month, a.day)
   2021 2 27
   1
   2
   3
   4

2. resolution返回date对象表示日期的最小单位为1天（day）

   >>> a.resolution
   datetime.timedelta(1)
   1
   2

3. max表示date类能表示的最大的年、月、日的数值，自身也是一个date对象

   >>> a.max
   datetime.date(9999, 12, 31)
   1
   2

4. min表示date类能表示的最小的年、月、日的数值，自身也是一个date对象

   >>> a.min
   datetime.date(1, 1, 1)
   1
   2

2. date类的构造方法

date有四种构造方法，这里介绍常用的三种：

import datetime
import time
a = datetime.date(2021, 2, 27) # 根据给定参数构造date对象
b = datetime.date.today() # 使用当前日期构造date对象
c = datetime.date.fromtimestamp(time.time()) # 根据给定的时间戳构造date对象
d = datetime.date.fromisoformat('2021-02-27') # 根据ISO标准的时间字符串构造date对象
1
2
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6

上述代码中的datetime.date.today()方法、datetime.date.fromtimestamp()和datetime.date.fromisoformat()方法都是使用@classmethod修饰符的静态方法，返回类型为date类。

3. date类的日期比较方法

用于日期比较的方法如下：

示例如下：

>>> a = datetime.date(2021, 2, 27)
>>> b = datetime.date(2021, 2, 28)
>>> a.__eq__(b)
False
>>> a.__ne__(b)
True
>>> a.__ge__(b)
False
>>> a.__gt__(b)
False
>>> a.__le__(b)
True
>>> a.__lt__(b)
True
1
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4. 获取两个date相差多少天

方法如下：

两个方法的返回值都是datetime.timedelta对象，下文会介绍。
示例如下：

>>> a = datetime.date(2021, 2, 27)
>>> b = datetime.date(2021, 2, 28)
>>> a.__sub__(b)
datetime.timedelta(-1)
>>> a.__rsub__(b)
datetime.timedelta(1)
1
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5
6

5. 格式化日期

1. date.__str__()获取日期的字符串

   >>> a.__str__()
   '2021-02-27'
   1
   2

2. date.ctime()获取ctime样式的字符串

   >>> a.ctime()
   'Sat Feb 27 00:00:00 2021'
   1
   2

3. date.__format__(..)以指定格式进行日期输出，此方法等价于date.strftime(..)方法，指定方式参考time模块第二章4.2节

   >>> a.__format__("%Y-%m-%d")
   '2021-02-27'
   >>> a.strftime("%Y-%m-%d")
   '2021-02-27'
   1
   2
   3
   4

4. ISO标准化日期
   1. date.isocalendar()获取一个包含三个值的元组，三个值分别是：year年份、week number周数、weekday星期数（周一为1 … 周日为7）
   2. date.isoformat()返回符合ISO 8601标准（YYYY-MM-DD）的日期字符串
   3. date.isoweekday()返回符合ISO标准的指定日期的星期数 （周一为1 … 周日为7）
      示例如下：

   >>> a.isocalendar()
   (2021, 8, 6)
   >>> a.isoformat()
   '2021-02-27'
   >>> a.isoweekday()
   6
   1
   2
   3
   4
   5
   6

6. 其他方法

1. date.weekday()返回指定日期的星期数，和date.isoweekday()的区别在于date.weekday()默认周一为0而date.isoweekday()默认周一为1

   >>> a.weekday()
   5
   >>> a.isoweekday()
   6
   1
   2
   3
   4

2. date.timetuple()返回当前日期的time.struct_time格式，time.struct_time中有关时间部分的属性置为0

   >>> a.timetuple()
   time.struct_time(tm_year=2021, tm_mon=2, tm_mday=27, tm_hour=0, tm_min=0, tm_sec=0, tm_wday=5, tm_yday=58, tm_isdst=-1)
   1
   2

3. date.toordinal()返回公元公历开始到指定日期的天数。公元1年1月1日为1

   >>> a.toordinal()
   737848
   1
   2

4. date.replace()返回一个替换指定日期部分字段的新date对象，不影响原对象

   >>> b = a.replace(2021, 3, 30)
   >>> a
   datetime.date(2021, 2, 27)
   >>> b
   datetime.date(2021, 3, 30)
   1
   2
   3
   4
   5

三、time类

time类由小时、分钟、秒和微秒四部分构成，包含hour、minute、second、microsecond和tzinfo五个表示时间的属性，本文只关注前四个仅读属性，定义如下：

class datetime.time(hour=0, minute=0, second=0, microsecond=0, tzinfo=None, *, fold=0)
1

所有参数都是可选的，其中：
0 <= hour < 24
0 <= minute < 60
0 <= second < 60
0 <= microsecond < 1000000
fold in [0, 1]

1. 访问time对象的属性

time对象总共有九个属性，分别是：hour、minute、second、microsecond、resolution、max、min、tzinfo、fold，本文不关注tzinfo和fold。

1. 我们可以直接访问time对象的四个表示具体时间的属性，如下：

   >>> import datetime
   >>> t = datetime.time(14, 57, 23, 1000)
   >>> print(t.hour, t.minute, t.second, t.microsecond)
   14 57 23 1000
   1
   2
   3
   4

2. resolution返回time对象表示时间的最小单位为1微秒（microsecond）

   >>> t.resolution
   datetime.timedelta(0, 0, 1)
   1
   2

3. max表示time类能表示的最大的时间数值，自身也是一个time对象

   >>> t.max
   datetime.time(23, 59, 59, 999999)
   1
   2

4. min表示time类能表示的最小的时间数值，自身也是一个time对象

   >>> t.min
   datetime.time(0, 0)
   1
   2

2. time类的构造方法

time有两种常用的构造方法：

import datetime
t = datetime.time(14, 57, 23, 1000) # 根据给定参数构造time对象
u = datetime.time.fromisoformat('00:05:23.283') # 根据ISO标准的时间字符串构造time对象
1
2
3

3. time类的日期比较方法

time类用于时间比较的方法和date相似，如下：

4. 格式化日期

1. time.__str__()获取时间的字符串

   >>> t.__str__()
   '14:57:23.001000'
   1
   2

2. time.__format__(..)以指定格式进行时间输出，此方法等价于date.strftime(..)方法，指定方式参考time模块第二章4.2节

   >>> t.__format__('%H:%M:%S:%f')
   '14:57:23:001000'
   >>> t.strftime('%H:%M:%S:%f')
   '14:57:23:001000'
   1
   2
   3
   4

3. time.isoformat()以ISO 8601格式输出时间字符串

   >>> t.isoformat()
   '14:57:23.001000'
   1
   2

四、datetime类

datetime类可以看做是date类和time类的合体，由年份、月份、日期、小时、分钟、秒和微秒七部分构成，包含year、month、day、hour、minute、second、microsecond和tzinfo八个表示时间的属性，本文只关注前七个仅读属性，定义如下：

class datetime.datetime(year, month, day, hour=0, minute=0, second=0, microsecond=0, tzinfo=None, *, fold=0)
1

year、month和day参数是必须的，其他参数都是可选的，其中：
MINYEAR <= year <= MAXYEAR
1 <= month <= 12
1 <= day <= 指定年月的天数
0 <= hour < 24
0 <= minute < 60
0 <= second < 60
0 <= microsecond < 1000000
fold in [0, 1]

1. 访问datetime对象的属性

datetime对象有十二个属性，分别是：year、month、day、hour、minute、second、microsecond、resolution、max、min、tzinfo、fold，本文不关注tzinfo和fold。。

1. 我们可以直接访问datetime对象的三个表示具体日期的属性（year, month, day），如下：

   >>> import datetime
   >>> a = datetime.datetime(2021, 2, 27, 14, 57, 23, 124575)
   >>> print(a.year, a.month, a.day, a.hour, a.minute, a.second, a.microsecond)
   2021 2 27 14 57 23 124575
   1
   2
   3
   4

2. resolution返回datetime对象表示表示时间的最小单位为1微秒（microsecond）

   >>> a.resolution
   datetime.timedelta(0, 0, 1)
   1
   2

3. max表示datetime类能表示的最大的年、月、日、时、分、秒、微秒的数值，自身也是一个datetime对象

   >>> a.max
   datetime.datetime(9999, 12, 31, 23, 59, 59, 999999)
   1
   2

4. min表示datetime类能表示的最小的年、月、日、时、分、秒、微秒的数值，自身也是一个datetime对象

   >>> a.min
   datetime.datetime(1, 1, 1, 0, 0)
   1
   2

2. datetime类的构造方法

datetime有多种构造方法，这里介绍常用的几种：

import datetime
import time
a = datetime.datetime(2021, 2, 27, 14, 57, 23, 124575) # 根据给定参数构造datetime对象
b = datetime.datetime.today() # 使用当前时间构造datetime对象
c = datetime.datetime.now() # 等价于datetime.datetime.today()
d = datetime.datetime.fromtimestamp(time.time()) # 根据给定的时间戳构造datetime对象
e = datetime.datetime.fromisoformat('2011-11-04 00:05:23.283258') #  # 根据ISO标准的时间字符串构造datetime对象
f = datetime.datetime.strptime('2021-2-27 15:25', '%Y-%m-%d %H:%M') # 根据给定的时间字符串和格式说明构造datetime对象
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3. datetime类的时间比较方法

datetime类用于时间比较的方法和date、time都相似，如下：

4. 格式化时间

datetime用于输出格式化时间的方法和date相似，不再单独介绍。

5. 其他方法

datetime对象的weekday()方法、timetuple()方法、replace()方法及toordianl()方法都和date对象用法相同，不再介绍，下面介绍datetime特有的方法。

1. date()方法返回datetime对象的日期部分

   >>> a.date()
   datetime.date(2021, 2, 27)
   1
   2

2. time()方法返回datetime对象的时间部分

   >>> a.time()
   datetime.time(14, 57, 23, 124575)
   1
   2

3. combine(..)将一个date对象和一个time对象合并为一个datetime对象

   >>> a = datetime.date.today()
   >>> b = datetime.time(14, 57, 23, 121547)
   >>> datetime.datetime.combine(a, b)
   datetime.datetime(2021, 2, 28, 14, 57, 23, 121547)
   1
   2
   3
   4

五、timedelta类

timedelta对象表示两个date对象或者两个datetime对象之间的时间间隔，由天数、秒数、微秒数三部分构成，days、seconds、microseconds三个用于表示时间间隔的属性，定义如下：

class datetime.timedelta(days=0, seconds=0, microseconds=0, milliseconds=0, minutes=0, hours=0, weeks=0)
1

其中，milliseconds参数、minutes参数、hours参数和weeks参数会按如下换算规则转换为days、seconds、microseconds：
1 millisecond（毫秒）= 1000 microseconds（微秒）
1 minute = 60 seconds
1 hour = 3600 seconds
1 week = 7 days
并且最终得到的days、seconds、microseconds会经标准化处理以保证表达方式的唯一性，即：
0 <= microseconds < 1000000（一秒的微秒数）
0 <= seconds < 3600*24 (一天的秒数)
-999999999 <= days <= 999999999
示例如下：

>>> import datetime
>>> delta = datetime.timedelta(
...     days=50,
...     seconds=27,
...     microseconds=10,
...     milliseconds=29000,
...     minutes=5,
...     hours=8,
...     weeks=2
... )
>>> delta
datetime.timedelta(64, 29156, 10)
1
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上述示例中，所有参数首先换算为days、seconds、microseconds：
$$\begin{gathered} days=days+weeks\ast 7=64, \\ seconds=seconds+minutes\ast 60+hours\ast 60\ast 60=29127, \\ microseconds=microseconds+milliseconds\ast 1000=29000010 \end{gathered}$$
在经过标准化处理：
$$\begin{gathered} microseconds=microseconds-1000000\ast 29=10, \\ seconds=seconds+29-3600\ast 24\ast 0=29156, \\ days=days+0=64 \end{gathered}$$

1. 访问timedelta对象的属性

timedelta对象有六个属性，分别是：days、seconds、microseconds、resolution、max、min。

1. 我们可以直接访问timedelta对象的三个表示时间间隔的属性（days、seconds、microseconds），如下：

   >>> print(delta.days, delta.seconds, delta.microseconds)
   64 29156 10
   1
   2

2. resolution返回两个不相等的timedelta对象的最小间隔为1微秒（microseconds），自身也是一个timedelta对象

   >>> delta.resolution
   datetime.timedelta(0, 0, 1)
   1
   2

3. max表示timedelta类能表示的最大时间间隔，自身也是一个timedelta对象

   >>> delta.max
   datetime.timedelta(999999999, 86399, 999999)
   1
   2

4. min表示timedelta类能表示的最小时间间隔，自身也是一个timedelta对象

   >>> delta.min
   datetime.timedelta(-999999999)
   1
   2

2. timedelta类的构造方法

timedelta类只采用直接构造方法，上文已有举例，不再说明。

3. timedelta类的用法

timedelta类支持date对象、datetime对象和timedelta对象之间的加、减、乘、除、求余等操作，下面是一个用法示例：

# 求3天3小时30秒之前的日期时间
>>> now = datetime.datetime.now()
>>> delta = datetime.timedelta(days=3, hours=3, seconds=30)
>>> now - delta
datetime.datetime(2021, 2, 26, 6, 21, 59, 861377)
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更多的计算方式参考python官网。