Python时间模块：指南

作者：社区 / 开发者
2023年3月24日

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本文由Keshav Malik撰写。向下滚动以查看作者的简介。

Python时间模块是一个强大的工具，可以以简单和复杂的方式处理时间和日期，允许您轻松地操作日期、格式化字符串、计算持续时间等。

如果您知道如何有效地使用时间模块，可以极大地简化编程任务。在本指南中，我们将向您展示如何使用它，并提供一些日常任务的示例，以便您可以将它们应用到自己的项目中。让我们开始吧！

Python-Time-Module

开始使用时间模块

Python中的time模块提供了各种与时间相关的方法，开发者可以使用。您不需要外部安装它，因为它属于Python模块的一部分（类似于其他模块，如os）。

时间模块提供了一系列功能，允许用户执行字符串格式化、计算持续时间、处理时区等任务。

真实案例

时间和日期是Python编程中的基本元素。通过利用各种工具，开发者可以使用时间和日期操作进行各种应用。以下是一些实际示例

  1. 任务调度：借助日历库，开发者可以构建基于特定日期和时间的任务调度应用程序，例如警报或事件提醒。例如，应用程序可以提醒用户在特定日期之前完成某些活动或以预定间隔发送电子邮件。

  2. 银行交易：开发者可以使用Python的时间模块来确保处理金融交易（如跟踪支付和存款）的准确性。这对于任何涉及银行和金融的应用程序来说显然非常重要。

  3. 用户输入验证：当以日期和时间的形式接受用户输入时，开发者通常使用POSIX时间戳表示法，以便可以使用Python中的“strftime()”等函数快速轻松地验证给定的值是否有效。

  4. 日志数据：在开发程序时，将时间戳与日志数据一起存储也是标准做法。它通过提供关于特定时间发生的事情的有价值背景，有助于更有效地跟踪整个系统的活动。然后可以使用这些数据来查找用户行为模式、更快地识别错误，甚至实施基于过去趋势的预测分析来预测结果。

  5. 游戏开发：许多游戏需要准确的时间值表示，以支持诸如重生计时器、加载动画和地图旋转等多种方面。所有这些元素通常都使用时间戳进行编码，以确保实时场景下的流畅运行。同样，在游戏过程中，简单的计时机制，如倒计时钟，通常也是必要的，这有助于增加紧张感，并创造更多动态的游戏体验，无需在游戏因服务器问题或其他问题重新启动时手动重置计时器。

Python中的时间值

Python中的时间值通常表示自Unix 纪元以来经过的秒数，Unix纪元是一个日期和时间参考点，始于1970年1月1日（00:00:00 UTC）。

这些时间戳代表了计算机系统中跟踪时间的全球标准。通过这个系统，任何给定时刻都可以用一个简单的整数值来表示，这使得比较不同时间点变得容易。

获取当前时间和日期

使用time()方法，开发者可以获取自纪元以来的当前时间（以秒为单位）。

import time

current_time = time.time()
print(f"Current time (in seconds): {current_time}")

current_utc_time = time.gmtime()
print(f"Current UTC time: {current_utc_time}")

开发者还可以使用strftime时间函数创建更友好的日期和时间。我们将在后面的章节中讨论这个函数。

import time

# Current time in seconds since the epoch
current_time = time.time()

# Convert the current time to a time tuple
current_time_tuple = time.localtime(current_time)

# Get the current date as a string in the format "MM/DD/YYYY"
current_date = time.strftime("%m/%d/%Y", current_time_tuple)
current_time_string = time.strftime("%H:%M:%S", current_time_tuple)

print("The current time is", current_time_string)
print("Today's date is", current_date)

使用时间模块获取当前星期

您还可以使用时间模块找出是星期几，但这稍微复杂一些。

import time

# Get the current time in seconds since the epoch
current_time = time.time()

# Convert the current time to a time tuple
current_time_tuple = time.localtime(current_time)

# Get the current day of the week as an integer (Monday is 0 and Sunday is 6)
current_day = current_time_tuple.tm_wday

# Convert the integer to the corresponding weekday name
weekday_names = ['Monday', 'Tuesday', 'Wednesday', 'Thursday', 'Friday', 'Saturday', 'Sunday']
current_weekday_name = weekday_names[current_day]

print("Today is", current_weekday_name)

最佳方法是使用datetime模块。

import datetime

current_date = datetime.datetime.now()
current_day = current_date.strftime("%A")
print("Today is", current_day)

理解时间格式化

Python中的时间模块提供了几个将时间值格式化为字符串的函数。最常用的函数是strftime，代表“字符串格式时间”。

strftime函数允许开发者将时间戳转换为不同的格式，以便于存储和显示。该函数接受两个参数，格式字符串和要转换的时戳值（UTC/GMT时间）。

python-time-module

import time

current_time = time.localtime()
formatted_time = time.strftime("%Y-%m-%d %H:%M:%S", current_time)

print(formatted_time)

以下符号（%Y、%m等）的含义

  • %Y: 带世纪的年份，作为十进制数（例如，2023）

  • %m: 月份，作为零填充的十进制数（例如，02代表二月）

  • %d: 月份中的日，作为零填充的十进制数（例如，18）

  • %H: 时（24小时制）作为零填充的十进制数（例如，08代表上午8点）

  • %M: 分，作为零填充的十进制数（例如，30）

  • 第二个参数为零填充的十进制数（例如，45）

解析日期/时间字符串

到目前为止，我们只介绍了在您自己的程序中处理、创建和格式化字符串，但在某些情况下，您可能需要从外部来源获取时间数据。例如，您可能使用一个集成的API，每分钟发送一次天气数据。API响应可能包含时间戳。如果是这样，在您可以在应用程序中使用它之前，您必须解析时间戳。时间模块提供了一个strptime()函数，可以将日期/时间字符串解析为时间元组。

以下是一个代码片段，展示了该函数的工作方式。

import time

# Dummy weather data as a dictionary with a 'time' key
weather_data = {
    'temperature': 25,
    'humidity': 80,
    'pressure': 1013,
    'time': '2022-05-15 14:30:00'
}

# Parse the date/time string into a time tuple using strptime
time_tuple = time.strptime(weather_data['time'], "%Y-%m-%d %H:%M:%S")

# Print the parsed time tuple
print(time_tuple)

上面的代码打印了一个包含日期和时间的各个组件的时间元组，例如年份、月份、日、小时、分钟和秒。您可以使用这些数据执行各种操作，例如日期/时间算术和比较。

测量时间间隔

在Python中测量时间间隔涉及计算两个给定时间点之间的差异。当您创建调度应用程序、跟踪用户行为和分析性能数据时，这是很重要的。为了测量两个特定时间点之间的时间间隔，时间模块提供了一组函数和模块，您可以一起使用这些函数和模块来实现此结果。

import time

# Record the start time
start_time = time.time()

# Perform some time-consuming operation (Sleep for example)
time.sleep(2)

# Record the end time
end_time = time.time()

# Calculate the elapsed time
elapsed_time = end_time - start_time

print("Elapsed time: {:.2f} seconds".format(elapsed_time)) # Elapsed time: 2.01 seconds

如果您需要更精确的结果，您始终可以使用perf_counter()函数。这个函数返回一个表示时间（以秒为单位）的浮点值，其精度通常比大多数系统上的time()函数更高。以下是一个示例

import time

# Record the start time
start_time = time.perf_counter()

# Perform some time-consuming operation
time.sleep(2)

# Record the end time
end_time = time.perf_counter()

# Calculate the elapsed time
elapsed_time = end_time - start_time

print("Elapsed time: {:.6f} seconds".format(elapsed_time)) # Elapsed time: 2.005048 seconds

比较时间值

在Python中比较时间值可能很棘手，因为没有统一的定义和存储时间值的标准。让我们看看您如何在Python中比较时间值。

comparing-time-values-python

将时间值作为字符串比较

import time

# Get current time as a string
current_time_str = time.strftime("%H:%M:%S")

# Check if the current time is after 9:00 AM
if current_time_str > "09:00:00":
    print("It's after 9:00 AM")
else:
    print("It's before 9:00 AM")

将时间值作为自纪元以来的秒数比较

import time

# Get current time as seconds since the epoch
current_time_sec = time.time()

# Wait for 5 seconds (any random time-consuming task)
time.sleep(5)

# Get current time again
new_time_sec = time.time()

# Calculate the time difference
time_diff = new_time_sec - current_time_sec

# Check if the time difference is at least 5 seconds
if time_diff >= 5:
    print("At least 5 seconds have passed")
else:
    print("Less than 5 seconds have passed")

结论

Python时间模块是任何处理日期和时间数据的开发者的宝贵资源。本教程介绍了模块中可用的各种函数，并展示了如何使用它。有了这些知识，您将拥有构建与日期和时间相关的强大应用程序的工具。无论您需要测量经过的时间还是对日期进行计算，Python时间模块都将有助于使这些任务变得更加容易。

关于作者

本文由Keshav Malik撰写，他是一位技艺高超且热情的网络安全工程师。Keshav对自动化、黑客技术以及探索不同的工具和技术充满热情。他喜欢寻找解决复杂问题的创新解决方案，并不断寻求新的机会以成长为专业人士。Keshav致力于保持领先，始终寻找最新和最好的工具和技术。