Python Py Time：輕鬆處理時間戳及時間格式轉換

在Python開發中，處理時間戳和時間格式是一項常見的任務。Python提供了豐富的時間日期處理庫，其中比較常用的有datetime、time、calendar等。除此之外，還有第三方庫pytz、arrow、pendulum等，這些庫提供了更多的功能和便捷的接口。本文將從多個方面全面介紹Python中處理時間日期的方法，讓你輕鬆應對各種時間問題。

一、時間戳與日期時間相互轉換

在Python中，時間戳是指從1970年1月1日零時零分零秒到當前時刻的總秒數。時間戳通常用於計算時間間隔或者表示某個時間點。Python提供了從日期時間轉換為時間戳的方法，也提供了將時間戳轉換為日期時間的方法。

首先，我們看看如何將日期時間轉換為時間戳。Python提供了time模塊中的time()函數，該函數返回當前時間的時間戳。還可以使用datetime模塊中的strftime()函數將日期時間轉換為指定格式的字符串後，再使用time模塊中的strptime()函數將字符串轉換為時間戳。

>>> import time
>>> import datetime

# 獲取當前時間戳
>>> timestamp_now = time.time()
>>> print(timestamp_now)
1610995402.4780638

# 將日期時間轉換為時間戳
>>> dt = datetime.datetime(2021, 1, 1, 0, 0, 0)
>>> timestamp = int(dt.timestamp())
>>> print(timestamp)
1609430400

# 將字符串轉換為時間戳
>>> str_time = '2021-01-01 00:00:00'
>>> dt = datetime.datetime.strptime(str_time, '%Y-%m-%d %H:%M:%S')
>>> timestamp = int(dt.timestamp())
>>> print(timestamp)
1609430400

接下來，我們看看如何將時間戳轉換為日期時間。Python提供了time模塊中的gmtime()函數和localtime()函數，可以將時間戳轉換為結構化的時間元組。時間元組提供了各種時間字段的值，包括年、月、日、時、分、秒等。還可以使用datetime模塊中的fromtimestamp()函數將時間戳轉換為datetime對象。

>>> import time
>>> import datetime

# 將時間戳轉換為時間元組
>>> timestamp = 1609430400
>>> time_tuple = time.localtime(timestamp)
>>> print(time_tuple)
time.struct_time(tm_year=2021, tm_mon=1, tm_mday=1, tm_hour=0, tm_min=0, tm_sec=0, tm_wday=4, tm_yday=1, tm_isdst=0)

# 將時間戳轉換為datetime對象
>>> dt = datetime.datetime.fromtimestamp(timestamp)
>>> print(dt)
2021-01-01 00:00:00

二、時間加減運算

在Python中，datetime模塊中的timedelta類提供了非常方便的時間加減運算。你可以使用timedelta類對日期時間進行加減運算，得到新的日期時間對象。

timedelta類的構造函數接受多個參數，分別表示天、秒、微秒。你可以按照需求使用這些參數，對日期時間進行加減運算。例如，我們可以將當前日期時間加上一天，得到明天的日期時間：

>>> import datetime

# 獲取當前日期時間
>>> now = datetime.datetime.now()
>>> print(now)
2021-01-18 13:44:16.561073

# 將當前日期時間加上一天
>>> tomorrow = now + datetime.timedelta(days=1)
>>> print(tomorrow)
2021-01-19 13:44:16.561073

timedelta類還提供了多個實用的方法，例如total_seconds()方法可以將timedelta對象轉換為總秒數，seconds()方法可以獲取timedelta對象的秒數，days()方法可以獲取timedelta對象的天數等。

三、時間格式化

在Python中，你可以使用datetime模塊提供的strftime()函數將日期時間轉換為指定格式的字符串。strftime()函數的第一個參數是日期時間格式字符串，包含各種格式化標誌，例如%d表示日，%m表示月，%Y表示年等，具體可以參考Python文檔。strftime()函數的返回值就是格式化後的日期時間字符串。

下面是一個例子，將當前日期時間格式化為「年-月-日 時:分:秒」的格式：

>>> import datetime

# 獲取當前日期時間並進行格式化
>>> now = datetime.datetime.now()
>>> str_time = now.strftime('%Y-%m-%d %H:%M:%S')
>>> print(str_time)
2021-01-18 13:50:25

除了使用strftime()函數外，Python中還有第三方庫提供了更為方便的時間格式化方法，例如arrow庫、pendulum庫等。這些庫提供了更多的格式化選項，也提供了更多便捷的接口。例如，使用arrow庫可以輕鬆地將時間格式化為「幾秒前」、「幾天前」等人性化的語言格式，使用pendulum庫可以輕鬆地判斷給定日期是周幾、該月的第幾周等。

四、處理不同時區的時間

在實際應用中，你可能需要處理來自不同時區的時間。Python中，pytz模塊提供了時區處理的功能。pytz模塊包含了所有時區的定義，你可以使用pytz模塊提供的方法在不同時區間進行時間轉換。

首先，我們需要為給定的日期時間指定時區。例如，我們將給定的日期時間設置為當前時區的日期時間：

>>> import datetime
>>> import pytz

# 獲取當前時區
>>> local_tz = pytz.timezone('Asia/Shanghai')

# 獲取當前日期時間
>>> now = datetime.datetime.now()

# 將當前日期時間設置為當前時區的日期時間
>>> now_local = local_tz.localize(now)
>>> print(now_local)
2021-01-18 13:56:25.183936+08:00

接下來，我們將給定的日期時間轉換為目標時區的日期時間，例如將當前時區的日期時間轉換為UTC時區的日期時間：

>>> import datetime
>>> import pytz

# 獲取當前時區
>>> local_tz = pytz.timezone('Asia/Shanghai')

# 獲取當前日期時間並設置為當前時區的日期時間
>>> now = datetime.datetime.now()
>>> now_local = local_tz.localize(now)

# 將當前時區的日期時間轉換為UTC時區的日期時間
>>> utc_tz = pytz.timezone('UTC')
>>> now_utc = now_local.astimezone(utc_tz)
>>> print(now_utc)
2021-01-18 05:56:25.183936+00:00

使用pytz模塊還可以輕鬆地獲取所有時區的列表、判斷給定時區是否有效、將給定時間戳轉換為指定時區的日期時間等。

五、總結

在Python中，要進行時間日期處理，你需要掌握時間戳與日期時間的相互轉換、時間加減運算、時間格式化以及在不同時區間進行時間處理等基本方法。除了Python自帶的庫外，還有第三方庫提供了更多的功能和便捷的接口，例如pytz、arrow、pendulum等。掌握這些知識，你就可以輕鬆地應對各種時間問題。