Python3 日期和时间（一文讲透）

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前言

在编程开发中，日期和时间的处理是一个高频需求场景。无论是记录用户注册时间、计算订单有效期，还是分析历史数据的时间序列，都需要精准操作日期和时间。对于 Python 开发者而言，掌握 Python3 日期和时间 的核心模块和技巧，是提升代码效率与健壮性的关键。本文将从基础概念到高级应用，通过代码示例和实际案例，帮助读者系统性地理解这一主题。

一、Python3 日期和时间的核心模块

Python 提供了两个核心模块来处理日期和时间：datetime 和 time。它们像两把功能互补的瑞士军刀，适用于不同场景。

1.1 datetime 模块：面向对象的日期操作

datetime 模块以面向对象的方式封装了日期和时间的逻辑，适合复杂的时间计算。其核心类包括：

• datetime：表示日期和时间的组合（如 2023-10-01 15:30:00）
• date：仅包含日期信息（如 2023-10-01）
• time：仅包含时间信息（如 15:30:00）
• timedelta：表示时间间隔（如 2天或 3小时）

示例：创建日期对象

from datetime import datetime, date, time  

now = datetime.now()  
print("当前时间:", now)  # 输出: 2023-10-01 15:30:00.123456  

custom_date = date(2023, 10, 1)  
custom_time = time(15, 30, 0)  
custom_dt = datetime(2023, 10, 1, 15, 30, 0)  

print("自定义日期:", custom_date)  # 输出: 2023-10-01  
print("自定义时间:", custom_time)  # 输出: 15:30:00  

1.2 time 模块：与操作系统交互的底层接口

time 模块更贴近操作系统的底层时间功能，常用于时间戳操作或跨语言兼容场景。例如：

• time()：获取当前时间的时间戳（自1970-01-01以来的秒数）
• sleep()：暂停程序执行指定秒数

示例：时间戳与时间转换

import time  

timestamp = time.time()  
print("当前时间戳:", timestamp)  # 输出: 1696150200.123456  

local_time = time.localtime(timestamp)  
print("本地时间:", time.strftime("%Y-%m-%d %H:%M:%S", local_time))  

二、日期与时间的格式化与解析

格式化是将日期对象转换为字符串，而解析则是相反过程。掌握 strftime 和 strptime 是关键。

2.1 格式化：datetime → 字符串

使用 strftime 方法，通过格式代码（如 %Y 表示年份）控制输出格式。

示例：日期格式化

from datetime import datetime  

dt = datetime(2023, 10, 1, 15, 30)  

formatted_str = dt.strftime("%Y-%m-%d %H:%M")  
print(formatted_str)  # 输出: 2023-10-01 15:30  

friendly_str = dt.strftime("%B %dst, %Y %I:%M %p")  
print(friendly_str)  # 输出: October 1st, 2023 03:30 PM  

2.2 解析：字符串 → datetime

使用 strptime 方法将字符串解析为 datetime 对象，格式代码需与输入严格匹配。

示例：日期解析

date_str = "2023-10-01 15:30:00"  
parsed_dt = datetime.strptime(date_str, "%Y-%m-%d %H:%M:%S")  
print(parsed_dt)  # 输出: 2023-10-01 15:30:00  

2.3 常用格式代码表

三、时区处理与国际化

时区问题是全球化应用的常见痛点。Python 的 pytz 库或 Python3.9+ 的 zoneinfo 模块可解决这一问题。

3.1 时区转换示例

from datetime import datetime  
import pytz  

utc_time = datetime.now(pytz.utc)  
print("UTC 时间:", utc_time)  # 输出: 2023-10-01 15:30:00+00:00  

beijing_time = utc_time.astimezone(pytz.timezone("Asia/Shanghai"))  
print("北京时间:", beijing_time)  # 输出: 2023-10-01 23:30:00+08:00  

3.2 常见时区操作技巧

• 使用 tzinfo 参数指定时区
• 转换时区前确保对象是“时区感知型”（aware）
• 避免直接使用本地时区（localtime），优先用 UTC 标准时间

四、实战案例：电商订单系统

假设我们正在开发一个电商系统，需要记录订单创建时间、计算配送时间，并生成订单有效期。

4.1 记录订单时间

from datetime import datetime  

class Order:  
    def __init__(self):  
        self.create_time = datetime.now()  # 记录订单创建时间  
        self.expiry_time = self.create_time + timedelta(days=7)  # 7天后过期  

order = Order()  
print("订单创建时间:", order.create_time.strftime("%Y-%m-%d %H:%M"))  
print("订单有效期至:", order.expiry_time.strftime("%Y-%m-%d"))  

4.2 计算配送时间

def calculate_delivery_time(create_time):  
    """根据订单创建时间计算预计送达时间（3个工作日后）"""  
    return create_time + timedelta(days=3)  

delivery_time = calculate_delivery_time(order.create_time)  
print("预计送达时间:", delivery_time.strftime("%Y-%m-%d"))  

五、常见问题与解决方案

5.1 时间戳与datetime互转

from datetime import datetime  

timestamp = 1696150200  
dt = datetime.fromtimestamp(timestamp)  

timestamp_back = dt.timestamp()  

5.2 时间间隔计算

start = datetime(2023, 10, 1)  
end = datetime(2023, 10, 8)  
delta = end - start  

print("天数差:", delta.days)        # 输出: 7  
print("总秒数:", delta.total_seconds())  # 输出: 604800.0  

5.3 处理闰年与月份边界

def is_leap_year(year):  
    return (year % 4 == 0 and year % 100 != 0) or (year % 400 == 0)  

print(is_leap_year(2020))  # 输出: True  

结论

通过本文，我们系统地学习了 Python3 日期和时间 的核心模块、格式化技巧、时区处理以及实际案例应用。掌握这些内容后，开发者可以更自信地处理时间序列分析、订单系统、日志记录等场景。建议读者通过以下方式巩固知识：

1. 尝试将本文代码示例运行并修改参数
2. 使用真实项目中的需求验证解决方案
3. 探索 dateutil 等第三方库的高级功能

时间管理如同编程中的“隐形基础设施”，它可能不显眼，但一旦出错将引发连锁反应。希望本文能成为您在 Python 开发道路上的可靠指南。