Python datetime 模块

关键要点

• Python 的 datetime 模块用于处理日期和时间，支持创建、格式化、解析和计算。
• 主要类包括 date（日期）、time（时间）、datetime（日期时间组合）、timedelta（时间间隔）和 tzinfo（时区）。
• 研究表明，该模块适合数据分析、日志处理和跨时区应用。
• 注意时区处理，datetime 默认是“naive”（无时区信息）的，需要显式指定时区。

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模块简介

Python 的 datetime 模块是标准库的一部分，帮助你处理日期和时间，比如获取当前时间、计算时间差或格式化日期字符串。它支持多种操作，适合需要精确时间管理的场景，如数据分析或全球协作。

核心功能

• 获取当前时间：用 datetime.now() 获取当前日期和时间。
• 时间计算：用 timedelta 增加或减少天数、小时等，例如 now + timedelta(days=1)。
• 格式化与解析：用 strftime 格式化日期为字符串，用 strptime 从字符串解析日期。

使用示例

from datetime import datetime, timedelta
now = datetime.now()
print(now)  # 输出：2025-06-04 12:00:00.000000
tomorrow = now + timedelta(days=1)
print(tomorrow)  # 输出：2025-06-05 12:00:00.000000

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Python datetime 模块详细说明（截至 2025 年 6 月 4 日）

背景与概述

Python 的 datetime 模块是处理日期和时间的标准工具，自 Python 2.3 起成为标准库的一部分。它提供了多种类和函数，用于创建、操作和格式化日期和时间对象，特别适合数据分析、日志处理或跨时区的应用程序。根据官方文档（datetime — 基本日期和时间类型 — Python 3.13.3 文档），该模块实现了 RFC 4180 标准，支持与 Excel 兼容的格式，并允许自定义时区处理。

研究表明，datetime 模块在处理复杂日期时间操作时非常有用，尤其是在需要精确时间计算或跨时区转换的场景。它的设计目标是提供高效的日期时间数学运算，同时注重属性解析和格式化输出。

核心类与功能

datetime 模块包含以下主要类，每个类都有特定的用途和属性：

1. date 类（日期）

   • 描述：表示理想化的无时区日期，假设公历在过去和未来永远有效。
   • 属性：year（年）、month（月）、day（日）。
   • 方法：
     • date.today()：获取当前日期，例如 2025-06-04。
     • date.fromtimestamp(timestamp)：从时间戳创建日期对象。
     • date.replace(year, month, day)：替换日期中的年、月、日。
     • date.weekday()：返回星期几（0 表示星期一，6 表示星期日）。
     • date.isoformat()：返回 ISO 格式的日期字符串，例如 '2025-06-04'。
   • 范围：
     • date.min：date(1, 1, 1)（最小日期，公元 1 年 1 月 1 日）。
     • date.max：date(9999, 12, 31)（最大日期，公元 9999 年 12 月 31 日）。
   • 分辨率：timedelta(1)（一天）。
   • 示例：

     from datetime import date
     today = date.today()
     print(today)  # 输出：2025-06-04
     

2. time 类（时间）

   • 描述：表示理想化的时间，独立于任何特定日期，假设每天有 246060 秒（无闰秒概念）。
   • 属性：hour（小时）、minute（分钟）、second（秒）、microsecond（微秒）、tzinfo（时区信息）。
   • 方法：
     • time.strftime(format)：将时间格式化为字符串，例如 '%H:%M:%S' 输出 '12:30:45'。
     • time.replace(hour, minute, second, microsecond)：替换时间中的小时、分钟、秒、微秒。
   • 范围：
     • time.min：time(0, 0, 0, 0)（00:00:00.000000）。
     • time.max：time(23, 59, 59, 999999)（23:59:59.999999）。
   • 分辨率：timedelta(0, 0, 1)（1 微秒）。
   • 示例：

     from datetime import time
     t = time(12, 30, 45)
     print(t.strftime("%H:%M:%S"))  # 输出：12:30:45
     

3. datetime 类（日期和时间）

   • 描述：结合了 date 和 time 的功能，包含日期和时间的完整信息。
   • 属性：year、month、day、hour、minute、second、microsecond、tzinfo。
   • 方法：
     • datetime.now()：获取当前日期和时间，例如 2025-06-04 12:00:00.000000。
     • datetime.fromtimestamp(timestamp)：从时间戳创建 datetime 对象。
     • datetime.strptime(date_string, format)：从字符串解析为 datetime 对象，例如 '2025-06-04 12:00:00'。
     • datetime.strftime(format)：将 datetime 对象格式化为字符串，例如 '%Y-%m-%d %H:%M:%S' 输出 '2025-06-04 12:00:00'。
     • datetime.replace(year, month, day, hour, minute, second)：替换日期和时间中的特定部分。
   • 范围：
     • datetime.min：datetime(1, 1, 1, tzinfo=None)。
     • datetime.max：datetime(9999, 12, 31, 23, 59, 59, 999999, tzinfo=None)。
   • 分辨率：timedelta(microseconds=1)（1 微秒）。
   • 示例：

     from datetime import datetime
     now = datetime.now()
     print(now)  # 输出：2025-06-04 12:00:00.000000
     formatted = now.strftime("%Y-%m-%d %H:%M:%S")
     print(formatted)  # 输出：2025-06-04 12:00:00
     

4. timedelta 类（时间间隔）

   • 描述：表示两个日期或时间之间的差值，或用于时间计算。
   • 属性：days（天数）、seconds（秒数）、microseconds（微秒数）。
   • 范围：
     • days：-999,999,999 到 999,999,999。
     • seconds：0 到 86,399（一天的秒数）。
     • microseconds：0 到 999,999。
   • 用途：用于日期和时间的加减运算，例如 now + timedelta(days=1)。
   • 示例：

     from datetime import datetime, timedelta
     now = datetime.now()
     tomorrow = now + timedelta(days=1)
     print(tomorrow)  # 输出：2025-06-05 12:00:00.000000
     

5. tzinfo 类（时区）

   • 描述：抽象基类，用于处理时区信息，支持创建自定义时区。
   • 具体实现：datetime.timezone 是唯一的具体子类，代表相对于 UTC 的固定时差，例如 UTC 本身或 EST、EDT 等。
   • 示例：

     from datetime import datetime, timezone
     utc_now = datetime.now(timezone.utc)
     print(utc_now)  # 输出：2025-06-04 19:00:00.000000+00:00
     

常见用法与最佳实践

以下是 datetime 模块的常见用法，结合示例说明：

1. 获取当前时间

   from datetime import datetime
   now = datetime.now()
   print(now)  # 输出：2025-06-04 12:00:00.000000
   

2. 计算时间差

   from datetime import datetime
   start = datetime(2025, 6, 1)
   end = datetime(2025, 6, 4)
   diff = end - start
   print(diff)  # 输出：3 days, 0:00:00
   

3. 格式化日期和时间

   from datetime import datetime
   now = datetime.now()
   formatted = now.strftime("%Y-%m-%d %H:%M:%S")
   print(formatted)  # 输出：2025-06-04 12:00:00
   

4. 解析字符串为日期时间

   from datetime import datetime
   date_string = "2025-06-04 12:00:00"
   dt = datetime.strptime(date_string, "%Y-%m-%d %H:%M:%S")
   print(dt)  # 输出：2025-06-04 12:00:00
   

5. 处理时区

   from datetime import datetime, timezone, timedelta
   utc_now = datetime.now(timezone.utc)
   print(utc_now)  # 输出：2025-06-04 19:00:00.000000+00:00
   beijing_tz = timezone(timedelta(hours=8))
   beijing_time = utc_now.astimezone(beijing_tz)
   print(beijing_time)  # 输出：2025-06-05 03:00:00.000000+08:00
   

注意事项

• 时区处理：datetime 对象默认是“naive”（无时区信息）的。如果需要处理时区，必须显式使用 tzinfo 或 timezone 类。研究表明，忽略时区可能导致跨地区数据不一致。
• 性能：对于高频操作，建议预编译日期时间对象，避免重复创建。
• 版本兼容性：Python 3.11 引入了 datetime.UTC 作为 datetime.timezone.utc 的别名，增强了时区操作的便利性。

对比分析：datetime 与 time 模块

以下表格比较 datetime 模块与 time 模块的差异：

方面	datetime 模块	time 模块
功能	提供类（如 date、time、datetime），支持复杂操作	提供函数（如 time()、sleep()），更基础
易用性	适合日期时间计算和格式化	适合简单时间戳操作
时区支持	支持，通过 tzinfo 和 timezone	有限，主要依赖系统时区
使用场景	数据分析、日志处理、跨时区应用	简单计时、延迟操作

结论

截至 2025 年 6 月 4 日，Python 的 datetime 模块是处理日期和时间的强大工具，支持多种操作，包括创建、格式化、解析和计算日期时间。它特别适合需要精确处理时间的应用程序，如数据分析、日志记录或跨时区的协作。通过掌握其核心类和方法，你可以高效地处理各种日期时间相关任务。

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关键引文

• datetime — 基本日期和时间类型 — Python 3.13.3 文档

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