Python與C語言的時間處理函數對比

一、時間表示方式

Python和C語言都支持時間戳和struct tm兩種時間表示方式。

1. 時間戳

時間戳是指自1970年1月1日 00:00:00以來的秒數。Python中使用time模塊中的time()函數獲取當前時間戳，代碼如下：

import time
print(time.time())

C語言中使用time()函數獲取當前時間戳，代碼如下：

#include <stdio.h>
#include <time.h>

int main(){
    time_t t;
    t = time(NULL);
    printf("%ld", t);
    return 0;
}

其中，Python的time()函數返回一個浮點數，而C的time()函數返回的是一個time_t類型的整數。

2. struct tm

struct tm是指時間結構體，包含了年、月、日、時、分、秒等信息。Python中使用time模塊中的gmtime()函數將時間戳轉換為struct tm格式，代碼如下：

import time
t = time.time()
localtime = time.gmtime(t)
print(localtime)

C語言中使用gmtime()函數將時間戳轉換為struct tm格式，代碼如下：

#include <stdio.h>
#include <time.h>

int main(){
    time_t t;
    struct tm *lt;

    t = time(NULL);
    lt = gmtime(&t);
    printf("%d-%d-%d %d:%d:%d\n", lt->tm_year + 1900, lt->tm_mon + 1, lt->tm_mday, lt->tm_hour, lt->tm_min, lt->tm_sec);
    return 0;
}

其中，Python的gmtime()函數返回一個struct_time類型的元組，而C的gmtime()函數返回一個指向struct tm類型的指針。

二、時間格式化

Python和C語言都支持將時間格式化為字元串的操作。

1. 時間字元串格式化

Python中使用time模塊中的strftime()函數，將struct tm格式的時間轉換為指定格式的字元串，代碼如下：

import time
t = time.gmtime()
str_time = time.strftime("%Y-%m-%d %H:%M:%S", t)
print(str_time)

C語言中使用strftime()函數，將struct tm格式的時間轉換為指定格式的字元串，代碼如下：

#include <stdio.h>
#include <time.h>

int main(){
    time_t t;
    struct tm *lt;
    char str_time[100];

    t = time(NULL);
    lt = gmtime(&t);
    strftime(str_time, sizeof(str_time), "%Y-%m-%d %H:%M:%S", lt);
    printf("%s\n", str_time);
    return 0;
}

2. 字元串轉時間

Python中可以使用datetime模塊中的strptime()函數將時間字元串轉換為struct tm格式的時間，代碼如下：

import datetime
str_time = "2022-01-01 00:00:00"
time_obj = datetime.datetime.strptime(str_time, "%Y-%m-%d %H:%M:%S")
print(time_obj.timetuple())

C語言中可以使用strptime()函數將時間字元串轉換為struct tm格式的時間，但是strptime()函數只能在C11標準及以上版本中使用，代碼如下：

#include <stdio.h>
#include <time.h>

int main(){
    time_t t;
    struct tm lt;
    char str_time[100];

    strcpy(str_time, "2022-01-01 00:00:00");
    strptime(str_time, "%Y-%m-%d %H:%M:%S", &lt);
    t = mktime(&lt);
    printf("%ld", t);
    return 0;
}

其中，C語言中使用mktime()函數將struct tm格式的時間轉換為時間戳。

三、時間運算

Python和C語言都支持對時間進行加減運算。

1. 時間加減

Python中使用datetime模塊中的timedelta()函數進行時間加減，代碼如下：

import datetime
time_obj = datetime.datetime.now()
time_delta = datetime.timedelta(days=1)
new_time = time_obj + time_delta
print(new_time)

C語言中使用mktime()函數將struct tm格式的時間轉換為時間戳，然後進行加減運算，最後將時間戳轉換為struct tm格式的時間，代碼如下：

#include <stdio.h>
#include <time.h>

int main(){
    time_t t;
    struct tm *lt;
    long seconds = 24*60*60; // 一天的秒數

    t = time(NULL);
    t += seconds;
    lt = gmtime(&t);
    printf("%d-%d-%d %d:%d:%d\n", lt->tm_year + 1900, lt->tm_mon + 1, lt->tm_mday, lt->tm_hour, lt->tm_min, lt->tm_sec);
    return 0;
}

2. 時間差計算

Python中可以通過將兩個時間相減，得到時間差，代碼如下：

import datetime
start_time = datetime.datetime.now()
end_time = datetime.datetime.now()
time_diff = end_time - start_time
print(time_diff.total_seconds())

C語言中可以使用difftime()函數計算時間差，代碼如下：

#include <stdio.h>
#include <time.h>

int main(){
    time_t t1, t2, diff;
    t1 = time(NULL);
    printf("Please wait for 5 seconds...\n");
    sleep(5);
    t2 = time(NULL);
    diff = difftime(t2, t1);
    printf("Time difference is %ld seconds.", diff);
    return 0;
}

四、時區轉換

Python和C語言都支持時區轉換。

1. 時區轉換

Python中可以使用pytz模塊進行時區轉換，代碼如下：

import pytz
from datetime import datetime

# 本地時間轉為UTC時間
local_tz = pytz.timezone('Asia/Shanghai')
local_time = datetime(2022, 1, 1, 0, 0, 0, tzinfo=local_tz)
utc_time = local_time.astimezone(pytz.utc)
print(utc_time)

# UTC時間轉為本地時間
utc_tz = pytz.timezone('UTC')
utc_time = datetime(2022, 1, 1, 0, 0, 0, tzinfo=utc_tz)
local_time = utc_time.astimezone(pytz.timezone('Asia/Shanghai'))
print(local_time)

C語言中可以使用gmtime()函數和localtime()函數進行本地時間和UTC時間之間的相互轉換，代碼如下：

#include <stdio.h>
#include <time.h>

int main(){
    time_t t;
    struct tm *lt_gmt, *lt_local;

    // 本地時間轉UTC時間
    t = time(NULL);
    lt_local = localtime(&t);
    lt_gmt = gmtime(&t);
    printf("UTC time is %d-%d-%d %d:%d:%d\n", lt_gmt->tm_year + 1900, lt_gmt->tm_mon + 1, lt_gmt->tm_mday, lt_gmt->tm_hour, lt_gmt->tm_min, lt_gmt->tm_sec);

    // UTC時間轉本地時間
    t = mktime(lt_gmt);
    lt_local = localtime(&t);
    printf("Local time is %d-%d-%d %d:%d:%d\n", lt_local->tm_year + 1900, lt_local->tm_mon + 1, lt_local->tm_mday, lt_local->tm_hour, lt_local->tm_min, lt_local->tm_sec);
    return 0;
}

五、結論

本文對Python和C語言中的時間處理函數進行了對比，從時間表示方式、時間格式化、時間運算、時區轉換等方面進行了闡述。Python和C語言都提供了豐富的時間處理函數，開發者可以根據實際需求選擇合適的函數進行使用。