Python time 模块教程

Python 的 time 模块是标准库中用于处理时间的核心工具，广泛应用于日志记录、定时任务、性能测试等场景。本教程通过清晰的结构和实用的示例，帮助你快速掌握 time 模块的关键功能。

1. 什么是 time 模块？

time 模块是 Python 内置的标准库，提供了多种与时间相关的功能，包括：

• 获取当前时间 ：如时间戳、本地时间、UTC 时间。
• 时间转换 ：在时间戳、结构化时间和字符串之间自由切换。
• 延迟程序执行 ：暂停程序运行一段时间。
• 时间计算 ：测量代码执行时间或实现定时任务。

time 模块简单易用，适合各种需要处理时间的场景。

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2. 时间表示方式

在 time 模块中，时间有三种主要的表示方式：

2.1 时间戳（Timestamp）

• 定义 ：时间戳是从 1970 年 1 月 1 日 00:00:00 UTC 开始经过的秒数（浮点数）。
• 用途 ：常用于计算时间差或存储时间。
• 相关方法 ：
  • time.time()：返回当前时间的时间戳。

示例：

import time

timestamp = time.time()
print(f"当前时间戳: {timestamp}")

输出示例 ：

当前时间戳: 1698567845.123456

2.2 结构化时间（struct_time）

• 定义 ：一个包含多个字段的对象，表示时间的各个部分（如年、月、日、时、分、秒等）。
• 用途 ：便于操作和格式化时间。
• 相关方法 ：
  • time.localtime()：将时间戳转换为本地时间的 struct_time。
  • time.gmtime()：将时间戳转换为 UTC 时间的 struct_time。

示例：

import time

local_time = time.localtime()
utc_time = time.gmtime()

print(f"本地时间: {local_time}")
print(f"UTC 时间: {utc_time}")

输出示例 ：

本地时间: time.struct_time(tm_year=2023, tm_mon=10, tm_mday=29, tm_hour=14, tm_min=30, tm_sec=45, ...)
UTC 时间: time.struct_time(tm_year=2023, tm_mon=10, tm_mday=29, tm_hour=6, tm_min=30, tm_sec=45, ...)

2.3 格式化时间字符串

• 定义 ：以人类可读的格式表示时间（如 "2023-10-29 14:30:45"）。
• 用途 ：便于日志记录和显示。
• 相关方法 ：
  • time.strftime(format, struct_time)：将 struct_time 转换为格式化字符串。
  • time.strptime(string, format)：将格式化字符串解析为 struct_time。

示例：

import time

# 当前时间的格式化字符串
formatted_time = time.strftime("%Y-%m-%d %H:%M:%S", time.localtime())
print(f"Formatted time: {formatted_time}")

# 解析时间字符串
parsed_time = time.strptime("2023-10-29 14:30:45", "%Y-%m-%d %H:%M:%S")
print(f"Parsed time: {parsed_time}")

输出示例 ：

Formatted time: 2023-10-29 14:30:45
Parsed time: time.struct_time(tm_year=2023, tm_mon=10, tm_mday=29, tm_hour=14, tm_min=30, tm_sec=45, ...)

3. 常用方法

3.1 获取当前时间

• time.time() ：返回当前时间的时间戳。
• time.localtime() ：返回当前时间的本地 struct_time。
• time.gmtime() ：返回当前时间的 UTC struct_time。

示例：

import time

timestamp = time.time()
local_time = time.localtime()
utc_time = time.gmtime()

print(f"时间戳: {timestamp}")
print(f"本地时间: {local_time}")
print(f"UTC 时间: {utc_time}")

3.2 延迟程序执行

• time.sleep(seconds) ：暂停程序执行指定的秒数。

示例：

import time

print("开始...")
time.sleep(2)  # 暂停 2 秒
print("结束！")

3.3 时间格式化与解析

• time.strftime(format, struct_time) ：将 struct_time 转换为格式化字符串。
• time.strptime(string, format) ：将格式化字符串解析为 struct_time。

格式化符号：

符号	含义	示例
%Y	年（四位数）	2023
%m	月（两位数）	10
%d	日（两位数）	29
%H	小时（24 小时制）	14
%M	分钟	30
%S	秒	45

示例：

import time

# 格式化当前时间
formatted_time = time.strftime("%Y-%m-%d %H:%M:%S", time.localtime())
print(f"格式化时间: {formatted_time}")

# 解析时间字符串
parsed_time = time.strptime("2023-10-29 14:30:45", "%Y-%m-%d %H:%M:%S")
print(f"解析后的时间: {parsed_time}")

3.4 时间计算与性能测试

• time.time() 可用于计算程序运行时间。
• time.mktime(struct_time) ：将 struct_time 转换为时间戳。

示例：

import time

start_time = time.time()  # 记录开始时间
time.sleep(2)  # 模拟耗时操作
end_time = time.time()  # 记录结束时间

elapsed_time = end_time - start_time
print(f"耗时: {elapsed_time:.2f} 秒")

4. 完整示例：倒计时器

以下是一个完整的倒计时器示例，展示如何结合 time 模块的功能实现动态倒计时：

import time

def countdown(seconds):
    while seconds:
        mins, secs = divmod(seconds, 60)
        time_format = f"{mins:02d}:{secs:02d}"
        print(time_format, end="\r")  # 动态更新倒计时
        time.sleep(1)
        seconds -= 1
    print("倒计时结束！")

# 主程序
print("启动倒计时...")
countdown(10)
print("完成！")

输出示例 ：

启动倒计时...
00:10
00:09
00:08
...
倒计时结束！
完成！

5. 总结

• time 模块 提供了丰富的功能来处理时间，包括获取当前时间、格式化时间、延迟程序执行等。
• 时间表示方式 包括时间戳、结构化时间和格式化字符串，每种方式都有其适用场景。
• 常用方法 ：
  • time.time()：获取当前时间戳。
  • time.sleep()：延迟程序执行。
  • time.strftime() 和 time.strptime()：格式化和解析时间。
  • time.localtime() 和 time.gmtime()：获取本地时间和 UTC 时间。
• 应用场景 ：日志记录、定时任务、性能测试等。

通过熟练掌握 time 模块，你可以轻松处理各种与时间相关的任务！

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