Python中的datetime模块的使用

python中的datetime模块提供了操作日期和时间功能, 该模块提供了五种核心对象：datetime(时间日期类型), date（日期类型）, time（时间类型）, tzinfo（时区类型）, timedelta（时间差类型）。分别如下：

一、datetime 对象

datetime对象可以用来表示精确的日期和时间，其实例化方法如下

>>> from datetime import datetime
>>> birthday = datetime(year=1993, month=10, day=20)
>>> birthday
datetime.datetime(1993, 10, 20, 0, 0)
>>> birthday.month
10
>>> now = datetime.now() # 返回当前时间
>>> now
datetime.datetime(2016, 12, 17, 20, 3, 25, 898000)

在实例化datetime对象时，year, month, day是必填项，hour, minute, second, microsecond(微秒), tzinfo（时区）是可选项。

二、date 对象

date对象和datetime对象的区别在于，date对象只能表示日期，不能表示时间（即其精确度为天）。date实例化时须要且仅须要三个参数：year, month, day。date对象是没有时区(tzinfo)属性的。

>>> from datetime import date
>>> birthday = date(year=2016, month=12, day=17)
>>> birthday
datime.date(2016, 12, 17)
>>> birthday.year
2016

三、time对象

和date对象相反，time对象只能用来表示时间，而不能用来表示日期。time对象所表示的时间可以精确到微秒，而且可以具有时区(tzinfo)属性。

>>> from datetime import time
>>> now_time = time(hours=20, minute=30, second=10) # hours, minute, second，microsecond, tzinfo都是可选参数
>>> now_time
datetime.time(20, 30, 10)
>>> now_time.hours
20

这里要注意，python中还有另外一个模块我们经常用到的模块：time,这个模块也含有用来表示时间、日期对象的函数，但因为该模块下的函数都是对同名C函数的直接调用，所以返回的对象都不太pythonic，所以我们一般不用，经常使用的就两个函数：time.sleep(), time.time()

>>> import time
>>> time.time() #返回当前时间戳
1481979297.533
>>> time.sleep(5)  # 程序进入睡眠5s

四、timedelta对象

timedelta对象表示一个时间段，timedelta对象可以通过手动实例化得到，也可以通过上述三个对象（datetime, date, time）相减得到。

>>> from datetime import datetime, timedleta
>>> now = datetime.now()
>>> last = datetime(year=2016, month=3, day=10， hour=8)
>>> delta = now - last
>>> delta
datetime.timedelta(282, 47010, 328000)
>>> last + delta == now
True

手动实例化timedelta时，可以传入的参数有：days, seconds, microseconds, milliseconds, minutes, hours, weeks。

五、tzinfo对象

讲解tzinfo(时区)对象前，先了解两个概念：

1. UTC时间: 协调世界时。和GMT(格林尼治平均时间)是一个东西，只不过UTC是通过原子钟测量出来，GMT是通过天文观测出来的，所以UTC比GMT精度更高，因此现在世界上不同时区的时间都是以UTC时间为基准，如:北京时间=UTC时间+8小时
2. DST:夏时令（daylight saving time），因为夏天天亮的早，所以有的国家就在一年的某些时段把时间人为的调快一小时，使人们早睡，减少照明亮，充分利用光照资源，从而节约能源。我国也实行过，不过后来废止了。

tzinfo对象是用来表示该时区相对UTC时间差值，和该地区是否执行夏时令的对象。datetime模块所提供的的tzinfo对象是一个抽象基类，也就是说我们不应该直接实例化此对象， 而应该以此类为基类，定义出子类，然后再实例化以供使用。在子类化的时候，需要自定义很多方法，非常繁琐。还好python提供了一个pytz的库，里面自带了适合各个国家和时区的tzinfo对象，我们可以直接使用。

在python中，我们把tzinfo为空的datetime对象称为是aware（觉醒）的，把tzinfo不为空的datetime对象称为naive(幼稚)的。使用datetime模块时，除非手动指定tzinfo属性，否则，创建出来的datatime对象tzinfo属性都默认为空。

aware 对象具有关于应用规则和时间调整的充分的信息，例如时区和夏令时信息，来定位相对其他aware 对象的位置。aware对象用于表示时间的一个特定的时刻，它是明确无二的。

naive 对象没有充分的信息来明确地相对其他日期/时间定位它自己。一个 naive 对象表示的是世界协调时（UTC）、本地时间还是其它时区的时间完全取决于程序，就像一个特定的数字表示的是米、英里还是质量一样。

>>> from datetime import datetime
>>> import pytz
>>> utc_tz = pytz.timezone('UTC')
>>> china_tz = pytz.timezone('China/Shanghai')
>>> local_naive = datetime.now()
>>> local_naive
datetime.datetime(2016, 12, 18, 8, 8, 14000)
>>> local_aware = localmoment_aware.replace(china_tz)
datetime.datetime(2016, 12, 18, 8, 8, 14000, tzinfo=<DstTzInfo 'Asia/Shanghai' LMT+8>）
>>> utc_aware = local_aware.astimezone(utc_tz)
>>> utc_aware
datetime.datetime(2016, 12, 18, 0, 8, 14000， tzinfo=<UTC>
>>> utc_aware - local_aware  #虽然时区不同但是表示的同一个时间点
datetime.timedelta(0)

注意，aware类型的datetime对象，只能和aware类型的datetime对象进行运算（相减，大小比较等）。navie类型的datetime对象，只能和naive类型的datetime对象进行运算（相减，大小比较等）。aware类型和naive类型之间运算会报错：

>>> local_naive - local_aware
TypeError:can't subtract offset-naive and offset-aware datetime

相关参考：

1. python文档中文版-datetime
2. python文档中文版-time
3. python文档-pytz