Pandas時間差timedelta詳解

一、什麼是Pandas時間差timedelta？

在Pandas中，timedelta是指兩個時間值之間的差值。

一般情況下，Pandas自動推斷時間差單位，可以是天、小時、分鐘、秒、毫秒、微秒、納秒。

timedelta是由兩個datetime之間的差來表示的，datetime可以是Series或DataFrame中的一組值。

二、Pandas時間差的創建

可以通過直接進行時間差運算創建時間差對象：

import pandas as pd
from datetime import datetime

t1 = datetime(2021, 6, 10)
t2 = datetime(2021, 6, 12)
delta = t2 - t1
print(delta)

輸出結果為:

2 days, 0:00:00

也可以使用Pandas的Timedelta函數來創建時間差對象：

import pandas as pd

delta = pd.Timedelta('2 days 12 hours 5 minutes 10 seconds')
print(delta)

輸出結果為:

2 days 12:05:10

三、Pandas時間差的運算

Pandas時間差支持加、減、乘、除等運算符的操作。

在Series或DataFrame上進行時間差的運算，會自動對每個元素進行運算：

import pandas as pd

data = pd.DataFrame({'date1': pd.date_range('2022-01-01', periods=3), 'date2': pd.date_range('2022-01-04', periods=3)})
data['timedelta'] = data['date1'] - data['date2']
print(data)

輸出結果為:

date1 date2 timedelta

0 2022-01-01 2022-01-04 -3 days

1 2022-01-02 2022-01-05 -3 days

2 2022-01-03 2022-01-06 -3 days

也可以對時間差對象進行加、減、乘、除的運算：

import pandas as pd

delta1 = pd.Timedelta('2 days 12 hours 5 minutes 10 seconds')
delta2 = pd.Timedelta('1 day 10 hours')
print(delta1 + delta2)  # 加法運算
print(delta1 - delta2)  # 減法運算
print(delta1 * 2)       # 乘法運算
print(delta1 / 2)       # 除法運算

輸出結果為:

3 days 22:05:10

1 days 2:05:10

5 days 0:10:20

1 days 6:02:35

四、Pandas時間差的屬性和方法

Pandas時間差對象有許多有用的屬性和方法。

1）屬性：

• days: 返回時間差中天的數量。
• seconds: 返回時間差中秒的數量（去除天后的秒數）。
• microseconds: 返回時間差中微秒的數量（去除天和秒後的微秒數）。
• nanoseconds: 返回時間差中納秒的數量（去除天、秒和微秒後的納秒數）。

2）方法：

• floor(單位): 對時間差對象的各個時間數值向下取整。
• ceil(單位): 對時間差對象的各個時間數值向上取整。
• round(單位): 對時間差對象的各個時間數值四捨五入取整。

以seconds為例：

import pandas as pd

delta = pd.Timedelta('2 days 12 hours 5 minutes 10 seconds')
print(delta.seconds)    # 返回除天數外的秒數
print(delta.floor('hours'))    # hours向下取整，返回2 days 12:00:00
print(delta.ceil('days'))      # days向上取整，返回3 days
print(delta.round('minutes'))  # minutes四捨五入，返回2 days 12:05:00

輸出結果為:

43510

2 days 12:00:00

3 days

2 days 12:05:00

總結

Pandas的timedelta可以方便地對時間差進行運算和轉換，對於時間序列數據的分析和處理非常有用。

在實際的工作中，我們可以利用timedelta來計算時間差、增加或減少日期等操作。