Python標準庫之time, datetime包

python具有良好的時間和日期管理功能。實際上，計算機只會維護乙個掛鐘時間(wall clock time)，這個時間是從某個固定時間起點到現在的時間間隔。時間起點的選擇與計算機相關，但一台計算機的話，這一時間起點是固定的。其它的日期資訊都是從這一時間計算得到的。此外，計算機還可以測量cpu實際上執行的時間，也就是處理器時間(processor clock time)，以測量計算機效能。當cpu處於閒置狀態時，處理器時間會暫停。

time包基於c語言的庫函式(library functions)。python的直譯器通常是用c編寫的，python的一些函式也會直接呼叫c語言的庫函式。

import time
print(time.time())   # wall clock time, unit: second
print(time.clock())  # processor clock time, unit: second

time.sleep()可以將程式置於休眠狀態，直到某時間間隔之後再喚醒程式，讓程式繼續執行。

import time
print('start')
time.sleep(10)     # sleep for 10 seconds
print('wake up')

當我們需要定時地檢視程式執行狀態時，就可以利用該方法。

time包還定義了struct_time物件。該物件實際上是將掛鐘時間轉換為年、月、日、時、分、秒……等日期資訊，儲存在該物件的各個屬性中(tm_year, tm_mon, tm_mday...)。下面方法可以將掛鐘時間轉換為struct_time物件:

st = time.gmtime()      # 返回struct_time格式的utc時間
st = time.localtime()   # 返回struct_time格式的當地時間, 當地時區根據系統環境決定。
s  = time.mktime(st)    # 將struct_time格式轉換成wall clock time

(1)、簡介

datetime包是基於time包的乙個高階包，為我們提供了多一層的便利。

datetime可以理解為date和time兩個組成部分。date是指年月日構成的日期(相當於日曆)，time是指時分秒微秒構成的一天24小時中的具體時間(相當於手錶)。你可以將這兩個分開管理(datetime.date類，datetime.time類)，也可以將兩者合在一起(datetime.datetime類)。由於其構造大同小異，我們將只介紹datetime.datetime類。

比如說我現在看到的時間，是2023年9月3日21時30分，我們可以用如下方式表達：

import datetime
t = datetime.datetime(2012,9,3,21,30)
print(t)

所返回的t有如下屬性:

hour, minute, second, microsecond

year, month, day, weekday # weekday表示週幾

(2)、運算

datetime包還定義了時間間隔物件(timedelta)。乙個時間點(datetime)加上乙個時間間隔(timedelta)可以得到乙個新的時間點(datetime)。比如今天的上午3點加上5個小時得到今天的上午8點。同理，兩個時間點相減會得到乙個時間間隔。

import datetime
t      = datetime.datetime(2012,9,3,21,30)
t_next = datetime.datetime(2012,9,5,23,30)
delta1 = datetime.timedelta(seconds = 600)
delta2 = datetime.timedelta(weeks = 3)
print(t + delta1)
print(t + delta2)
print(t_next - t)

在給datetime.timedelta傳遞引數（如上的seconds和weeks）的時候，還可以是days, hours, milliseconds, microseconds。

兩個datetime物件還可以進行比較。比如使用上面的t和t_next:

print(t > t_next)

(3)、datetime物件與字串轉換

假如我們有乙個的字串，我們如何將它轉換成為datetime物件呢？

乙個方法是用上一講的正規表示式來搜尋字串。但時間資訊實際上有很明顯的特徵，我們可以用格式化讀取的方式讀取時間資訊。

from datetime import datetime
format = "output-%y-%m-%d-%h%m%s.txt" 
str    = "output-1997-12-23-030000.txt" 
t      = datetime.strptime(str, format)

我們通過format來告知python我們的str字串中包含的日期的格式。在format中，%y表示年所出現的位置, %m表示月份所出現的位置……。

反過來，我們也可以呼叫datetime物件的strftime()方法，來將datetime物件轉換為特定格式的字串。比如上面所定義的t_next,

print(t_next.strftime(format))

具體的格式寫法可參閱官方文件。如果是linux系統，也可查閱date命令的手冊($man date)，兩者相通。

os.path包主要是處理路徑字串，比如說'/home/vamei/doc/file.txt'，提取出有用資訊。

import os.path
path = '/home/vamei/doc/file.txt'
print(os.path.basename(path))    # 查詢路徑中包含的檔名
print(os.path.dirname(path))     # 查詢路徑中包含的目錄
info = os.path.split(path)       # 將路徑分割成檔名和目錄兩個部分，放在乙個表中返回
path2 = os.path.join('/', 'home', 'vamei', 'doc', 'file1.txt')  # 使用目錄名和檔名構成乙個路徑字串
p_list = [path, path2]
print(os.path.commonprefix(p_list))    # 查詢多個路徑的共同部分

此外，還有下面的方法：

os.path.normpath(path)   # 去除路徑path中的冗餘。比如'/home/vamei/../.'被轉化為'/home'

os.path還可以查詢檔案的相關資訊(metadata)。檔案的相關資訊不儲存在檔案內部，而是由作業系統維護的，關於檔案的一些資訊(比如檔案型別，大小，修改時間)。

import os.path 
path = '/home/vamei/doc/file.txt'
print(os.path.exists(path))    # 查詢檔案是否存在
print(os.path.getsize(path))   # 查詢檔案大小
print(os.path.getatime(path))  # 查詢檔案上一次讀取的時間
print(os.path.getmtime(path))  # 查詢檔案上一次修改的時間
print(os.path.isfile(path))    # 路徑是否指向常規檔案
print(os.path.isdir(path))     # 路徑是否指向目錄檔案

(實際上，這一部份類似於linux中的ls命令的某些功能)

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