Python 4-09 time

time

在 Python 中与时间处理有关的模块包括 time，datetime 以及 calendar。

在 Python 中，用三种方式来表示时间，分别是时间戳、格式化时间字符串和结构化时间。

1. 时间戳（timestamp）：1970年1月1日之后的秒，可以通过 time.time() 获得。时间戳是一个浮点数，可以进行加减运算，但请注意不要让结果超出取值范围。
2. 格式化的时间字符串（string_time）：年月日时分秒，可以通过 time.strftime('%Y-%m-%d') 获得;
3. 结构化时间（struct_time）：一个包含了年月日时分秒的多元元组，例如 

time.struct_time(tm_year=2021, tm_mon=5, tm_mday=16, tm_hour=14, tm_min=9, tm_sec=36, tm_wday=6, tm_yday=136, tm_isdst=0)，可以通过 time.localtime() 获得。

由于 Python 的 time 模块实现主要调用C库，所以各个平台可能有所不同。time 模块目前只支持到 2038 年前。如果需要处理范围之外的日期，请使用 datetime 模块。

UTC（Coordinated Universal Time，世界协调时），亦即格林威治天文时间，世界标准时间。我们中国为东八区，比 UTC 早8个小时，也就是 UTC+8。

DST（Daylight Saving Time）即夏令时。

一、结构化时间（struct_time）

结构化时间元组共有9个元素，按顺序排列如下表：

import time

lt = time.localtime()
lt[2:5]
lt.tm_wday

二、 格式化时间字符串

利用 time.strftime('%Y-%m-%d %H:%M:%S') 等方法可以获得一个格式化时间字符串。

>>> time.strftime('%Y-%m-%d %H:%M:%S')

注意其中的空格、短横线和冒号都是美观修饰符号，真正起控制作用的是百分符。对于格式化控制字符串"%Y-%m-%d %H:%M:%S，其中每一个字母所代表的意思如下表所示，注意大小写的区别：

三、 time 模块主要方法

1. time.sleep(t)

time 模块最常用的方法之一，用来睡眠或者暂停程序 t 秒，t可以是浮点数或整数。

2. time.time()

返回当前系统时间戳，该方法经常用于计算程序运行时间：

import time

def func():
    time.sleep(1.14)

t1 = time.time()
func()
t2 = time.time()
print(t2 - t1)
#print(t2 + 100)
#print(t1 - 10)
#print(t1*2)

3. time.gmtime([secs])

将一个时间戳转换为 UTC 时区的结构化时间。可选参数 secs 的默认值为 time.time()。

>>> time.gmtime()
>>> t = time.time() - 10000
>>> time.gmtime(t)

4. time.localtime([secs])

将一个时间戳转换为当前时区的结构化时间。如果 secs 参数未提供，则以当前时间为准，即 time.time()。

>>> time.localtime()
>>> time.localtime(1406391907)
>>> time.localtime(time.time() + 10000)

5. time.ctime([secs])

把一个时间戳转化为本地时间的格式化字符串。默认使用time.time()作为参数。

>>> time.ctime()
>>> time.ctime(time.time())
>>> time.ctime(1406391907)
>>> time.ctime(time.time() + 10000)

6. time.asctime([t])

把一个结构化时间转换为 Sun Aug 23 14:31:59 2021 这种形式的格式化时间字符串。默认将 time.localtime() 作为参数。

>>> time.asctime()
>>> time.asctime(time.time())
>>> time.asctime(time.localtime())
>>> time.asctime(time.gmtime())

7. time.mktime(t)

将一个结构化时间转化为时间戳。time.mktime() 执行与 gmtime(),localtime() 相反的操作，它接收 struct_time 对象作为参数,返回用秒数表示时间的浮点数。如果输入的值不是一个合法的时间，将触发 OverflowError 或 ValueError。

>>> time.mktime(1406391907)
Traceback (most recent call last):
  File "<pyshell#16>", line 1, in <module>
    time.mktime(1406391907)
TypeError: Tuple or struct_time argument required

>>> time.mktime(time.localtime())
1506393039.0

8. time.strftime(format [, t])

返回格式化字符串表示的当地时间。把一个struct_time（如time.localtime()和time.gmtime()的返回值）转化为格式化的时间字符串，显示的格式由参数format决定。如果未指定t，默认传入time.localtime()。如果元组中任何一个元素越界，就会抛出ValueError的异常。

>>> time.strftime("%Y-%m-%d %H:%M:%S")
>>> time.strftime("%Y-%m-%d %H:%M:%S",time.gmtime())

9. time.strptime(string[,format])

将格式化时间字符串转化成结构化时间。该方法是time.strftime()方法的逆操作。time.strptime()方法根据指定的格式把一个时间字符串解析为时间元组。要注意的是，你提供的字符串要和format参数的格式一一对应，如果string中日期间使用“-”分隔，format中也必须使用“-”分隔，时间中使用冒号“:”分隔，后面也必须使用冒号分隔，否则会报格式不匹配的错误。并且值也要在合法的区间范围内，千万不要整出14个月来。

>>> import time

>>> stime = "2021-09-26 12:11:30"
>>> st  = time.strptime(stime,"%Y-%m-%d %H:%M:%S")
>>> st

time.struct_time(tm_year=2021, tm_mon=9, tm_mday=26, tm_hour=12, tm_min=11, tm_sec=30, tm_wday=1, tm_yday=269, tm_isdst=-1)

>>> for item in st:
           print(item)
>>> wrong_time = "2021-14-26 12:11:30"
>>> st  = time.strptime(wrong_time,"%Y-%m-%d %H:%M:%S")

Traceback (most recent call last):
  File "<pyshell#8>", line 1, in <module>
    st  = time.strptime(wrong_time,"%Y-%m-%d %H:%M:%S")
  File "C:\Python36\lib\_strptime.py", line 559, in _strptime_time
    tt = _strptime(data_string, format)[0]
  File "C:\Python36\lib\_strptime.py", line 362, in _strptime
    (data_string, format))

ValueError: time data '2021-14-26 12:11:30' does not match format '%Y-%m-%d %H:%M:%S'

10. time.clock()

返回执行当前程序的CPU时间。用来衡量不同程序的耗时。该方法在不同的系统上含义不同。在Unix系统上，它返回的是“进程时间”，用秒表示的浮点数（时间戳）。在Windows中，第一次调用，返回的是进程运行的实际时间，而第二次之后的调用是自第一次调用以后到现在的运行时间。

import time


def procedure() :
  time.sleep(3)

time1 = time.clock()
procedure()
print(time.clock() - time1, "seconds process time!")

执行结果：

2.999257758349577 seconds process time!

四、 时间格式之间的转换

Python 的三种类型时间格式，可以互相进行转换，如下图和下表所示：

>>> t = time.time()         # t 是一个时间戳
>>> time.gmtime(t - 10000)      # t 减去1万秒，然后转换成 UTC 结构化时间
time.struct_time(tm_year=2017, tm_mon=9, tm_mday=25, tm_hour=22, tm_min=50, tm_sec=36, tm_wday=0, tm_yday=268, tm_isdst=0)
>>> lt = time.localtime(t - 10000)  # t减去1万秒，然后转换成中国本地结构化时间
time.struct_time(tm_year=2017, tm_mon=9, tm_mday=26, tm_hour=6, tm_min=50, tm_sec=36, tm_wday=1, tm_yday=269, tm_isdst=0)
>>> time.mktime(lt)     # 从本地结构化时间转换为时间戳
1506379836.0
>>> st = time.strftime("%Y-%m-%d %H:%M:%S",lt)  # 从本地结构化时间转换为时间字符串
>>> st
'2017-09-26 06:50:36'
>>> lt2 = time.strptime(st, "%Y-%m-%d %H:%M:%S") # 从时间字符串转换为结构化时间
>>> lt2
time.struct_time(tm_year=2017, tm_mon=9, tm_mday=26, tm_hour=6, tm_min=50, tm_sec=36, tm_wday=1, tm_yday=269, tm_isdst=-1)