5 уровней работы с датами и временем в Python

Обработка дат и времени является частой задачей при разработке ПО. Однако, так как даты и время являются специальными типами данных, операции с ними могут быть запутанными и подвержены ошибкам, например, при преобразовании между различными форматами дат или часовых поясов.

Верите или нет, но многие программисты, независимо от того, сколько лет они работают, продолжают сталкиваться с проблемами, связанными с датами или временем. Поэтому эта статья обязательна к прочтению.

В этой статье будут объяснены 5 важных операций с датами и временем от простых до сложных. После прочтения работы с датами и временем в Python будет для вас просто пустяком. 🍰

Уровень 0: знание 3 основных объектов в модуле datetime

Все объекты, связанные со временем в Python, могут быть построены с помощью трех основных классов модуля datetime:

• datetime: объект для работы с информацией год-месяц-день-час-минута-секунда.
• date: объект для работы с информацией год-месяц-день.
• time: объект для работы с информацией час-минута-секунда.

Давайте посмотрим, как их использовать на простых примерах:

Получение информацию о текущем времени

Мы можем получить текущее время или дату сегодняшнего дня с помощью методов класса без создания объекта date или datetime.

from datetime import datetime
from datetime import date

print(datetime.now())
# 2023-08-30 15:53:35.520076

print(date.today())
# 2023-08-30

Создание и работа с объектом

Мы можем создавать экземпляры трёх классов и использовать их в соответствии с конкретными потребностями. Следующий пример демонстрирует, как использовать объект date. Использование объектов time и datetime выполняется аналогичным образом.

from datetime import date

# создаем объект date(year, month, day)
my_birthday = date(1991, 8, 30)

print(my_birthday.year) # 1991
print(my_birthday.month) # 8
print(my_birthday.day) # 30
print(my_birthday.weekday()) # 8

new_birth = my_birthday.replace(year=2023)
print(my_birthday) # 1991-08-30
print(new_birth) # 2023-08-30

Уровень 1: знакомство с временными расчётами

Благодаря классу timedelta, расчеты с датами и временем в Python реализуются довольно просто.

from datetime import datetime, timedelta 

now = datetime.now()
print(now)
# 2023-08-30 15:57:07.020609 

tomorrow = now + timedelta(days=1)
print(tomorrow)
# 2023-08-31 15:57:07.020609 

later = now + timedelta(seconds=10)
print(later)
# 2023-08-30 15:57:17.020609 

last_week_day = now - timedelta(weeks=1)
print(last_week_day)
# 2023-08-23 15:57:07.020609

Уровень 2: умение работать с часовыми поясами

Есть общеиспользуемый модуль под названием pytz, который упрощает переключение между часовыми поясами. Поскольку это не встроенный модуль, мы должны установить его перед использованием:

pip3 install pytz

Теперь работа с часовыми поясами становится простой:

from datetime import datetime
import pytz

local = datetime.now()
print(local.strftime("%d/%m/%Y, %H:%M:%S"))
# 30/08/2023, 16:00:05

NY = pytz.timezone('America/New_York')
datetime_NY = datetime.now(NY)
print(datetime_NY.strftime("%d/%m/%Y, %H:%M:%S"))
# 30/08/2023, 12:00:05

Tokyo = pytz.timezone('Asia/Tokyo')
datetime_Tokyo = datetime.now(Tokyo)
print(datetime_Tokyo.strftime("%d/%m/%Y, %H:%M:%S"))
# 30/08/2023, 01:00:05

Мы также можем вывести на экран полный список часовых поясов:

print(pytz.all_timezones)

Уровень 3: четко понимайте временные метки

Время в компьютерах на самом деле представлено числами. Мы можем просто определить особое время, которое представлено 0, и вычислять другое время на его основе.

В этом и заключается идея временной метки. 🕐

Время UTC в 1970-01-01 00:00:00 записывается как 0 и называется эпохальным временем или временем Unix. Временная метка — это количество секунд относительно времени Unix.

Например, временная метка 1970-01-01 01:00:00 равна 3600. Потому что это на один час позже Unix-времени и это равно 3600 секунд.

Переключение между датами и временными метками в Python выполняется просто:

from datetime import datetime

# получаем временную метку из объекта datetime
now = datetime.now()
print(now.timestamp())
# 1665936327.409766

# конвертация временной метки в timestamp
a_timestampe = 3600
print(datetime.utcfromtimestamp(a_timestampe))
# 1970-01-01 01:00:00

Как показано в примере выше, метод datetime.timestamp() преобразует datetime в timestamp, а метод datetime.utcfromtimestamp() преобразует timestamp в datetime.

Можно увидеть, что временная метка не имеет ничего общего с часовыми поясами, потому что как только определяется временная метка, определяется и её время UTC.

Однако datetime определяется относительно часовых поясов. Когда мы преобразуем временную метку в datetime, есть два варианта:

• Использовать метод datetime.utcfromtimestamp(), чтобы преобразовать её во время UTC.
• Использовать метод datetime.fromtimestamp(), чтобы преобразовать её в местное время.

Например, если ваше местное время на один час позже времени UTC то, как показано в примере ниже, если преобразовать временную метку 0 в такое местное время, то это будет 1970-01-01 01:00:00.

# utcfromtimestamp() VS fromtimestamp()
print(datetime.utcfromtimestamp(0))
# 1970-01-01 00:00:00

print(datetime.fromtimestamp(0))
# 1970-01-01 01:00:00

Уровень 4: правильный перевод между строками и datetime

Переключение между датами и строками является распространённой задачей. Есть две функции, которые могут помочь нам:

• datetime.strptime(): преобразует строку в объект datetime.
• datetime.strftime(): преобразует объект datetime в строку.

from datetime import datetime

# Конвертация строки в datetime
string_time = '2023-08-30 20:20:20'
t = datetime.strptime(string_time, '%Y-%m-%d %H:%M:%S')

print(t)
# 2023-08-30 20:20:20

print(type(t))
# <class 'datetime.datetime'>

# Конвертация datetime в строку
now = datetime.now()
string_now = now.strftime('%a,  %d/%m/%Y %H:%M:%S')

print(string_now)
# Wed, 30/08/2023 16:12:45

print(type(string_now))
# <class 'str'>

Примечание: Шаблоны форматирования, такие как %Y-%m-%d или %a, основаны на стандарте Представления дат и времён от ISO.