详解 Python 中与时间有关的函数

朱雀 2020-09-05 16:31 853阅读 0赞

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**坐在电脑前运行程序是不错的，但在你没有直接监督时运行程序，也是有用的。计算机的时钟可以调度程序，在特定的  
时间和日期运行，或定期运行。例如，程序可以每小时抓取一个网站，检查变更，或在凌晨 4 点你睡觉时，执行 CPU 密集  
型任务。 Python 的 time 和 datetime 模块提供了这些函数。利用 subprocess 和 threading 模块，你也可以编程按时启动其他程序。通常，编程最快的方法是利用其他人已经写好的应用程序。**

# 15.1 time 模块 #

计算机的系统时钟设置为特定的日期、时间和时区。内置的 time 模块让 Python程序能读取系统时钟的当前时间。在 time 模块中， time.time()和 time.sleep()函数是最有用的模块。

##    15.1.1 time.time()函数 ##

Unix 纪元是编程中经常参考的时间： 1970 年 1 月 1 日 0 点，即协调世界时（UTC）。 time.time()函数返回自那一刻以来的秒数，是一个浮点值（回想一下，浮点值只是一个带小数点的数）。这个数字称为 UNIX 纪元时间戳。  
![20181226215347265.png][]

## 15.1.2 time.sleep()函数 ##

如果需要让程序暂停一下，就调用 time.sleep()函数，并传入希望程序暂停的秒数。

time.sleep()函数将阻塞（也就是说，它不会返回或让程序执行其他代码），直到传递给 time.sleep()的秒数流逝。

# 15.2 datetime 模块 #

time 模块用于取得 Unix 纪元时间戳，并加以处理。但是，如果以更方便的格式显示日期，或对日期进行算术运算（例如，搞清楚 205 天前是什么日期，或 123天后是什么日期），就应该使用 datetime 模块。

datetime 模块有自己的 datetime 数据类型。 datetime 值表示一个特定的时刻。 在交互式环境中输入以下代码：  
![20181226215846296.png][]

调用 datetime.datetime.now()返回一个 datetime 对象，表示当前的日期和时间，根据你的计算机的时钟。这个对象包含当前时刻的年、月、日、时、分、秒和微秒。也可以利用 datetime.datetime()函数，向它传入代表年、月、日、时、分、秒的整数，得到特定时刻的 datetime 对象。这些整数将保存在 datetime 对象的 year、month、 day、 hour、 minute 和 second属性中。

Unix 纪元时间戳可以通过 datetime.datetime.fromtimestamp()，转换为 datetime对象。 datetime 对象的日期和时间将根据本地时区转换。

## 15.4.1 timedelta 数据类型 ##

datetime 模块还提供了 timedelta 数据类型，它表示一段时间，而不是一个时刻。算术运算符可以用于对 datetime 值进行日期运算。例如，要计算今天之后 1000天的日期，在交互式环境中输入以下代码：![20181226220552795.png][]  
首先，生成表示当前时刻的 datetime 对象，保存在 dt 中。然后生成一个 timedelta对象，表示 1000 天，保存在 thousandDays 中。 dt 与 thousandDays 相加，得到一个datetime 对象，表示现在之后的 1000 天。 Python 将完成日期运算，弄清楚 2015 年  
2 月 27 日之后的 1000 天，将是 2017 年 11 月 23 日。这很有用，因为如果要从一个给定的日期计算 1000 天之后，需要记住每个月有多少天，闰年的因素和其他棘手的细节。

datetime 模块为你处理所有这些问题。利用+和-运算符， timedelta 对象与 datetime 对象或其他 timedelta 对象相加或相  
减。利用\*和/运算符， timedelta 对象可以乘以或除以整数或浮点数。

## 15.4.2 暂停直至特定日期 ##

time.sleep()方法可以暂停程序若干秒。利用一个 while 循环，可以让程序暂停，直到一个特定的日期。例如，下面的代码会继续循环，直到 2016 年万圣节：![20181226220817599.png][]  
  
time.sleep(1)调用将暂停你的 Python 程序，这样计算机不会浪费 CPU 处理周期，一遍又一遍地检查时间。相反， while 循环只是每秒检查一次，在 2016 年万圣节（或你编程让它停止的时间）后继续执行后面的程序。

##  15.4.3 将 datetime 对象转换为字符串 ##

Unix 纪元时间戳和 datetime 对象对人类来说都不是很友好可读。利用 strftime()方法，可以将 datetime 对象显示为字符串。（strftime()函数名中的 f 表示格式， format）。该的 strftime()方法使用的指令类似于 Python 的字符串格式化。表 15-1 列出了完  
整的 strftime()指令。

![watermark_type_ZmFuZ3poZW5naGVpdGk_shadow_10_text_aHR0cHM6Ly9ibG9nLmNzZG4ubmV0L1Zlcm1vbnRf_size_16_color_FFFFFF_t_70][]  
向 strftime()传入一个定制的格式字符串，其中包含格式化指定（以及任何需要的斜线、冒号等）， strftime()将返回一个格式化的字符串，表示 datetime 对象的信息。在交互式环境中输入以下代码：

![20181226221116573.png][]

## 15.4.4 将字符串转换成 datetime 对象 ##

如果有一个字符串的日期信息，如'2015/10/21 16:29:00'或'October 21, 2015'，需要将它转换为 datetime 对象，就用 datetime.datetime.strftime()函数。 strptime()函数与strftime()方法相反。定制的格式字符串使用相同的指令，像 strftime()一样。必须将格式字符串传入 strptime()，这样它就知道如何解析和理解日期字符串（strptime()函数名中 p 表示解析， parse）。  
在交互式环境中输入以下代码：

![20181226221241712.png][]  
要从字符串'October 21, 2015'取得一个 datetime 对象，将'October 21, 2015'作为第一个参数传递给 strptime()，并将对应于'October 21, 2015' 的定制格式字符串作为第二个参数。带有日期信息的字符串必须准确匹配定制的格式字符串，否则 Python  
将抛出 ValueError 异常。

# 15.6 多线程 #

为了引入多线程的概念，让我们来看一个例子。假设你想安排一些代码，在一段延迟后或在特定时间运行。可以在程序启动时添加如下代码：

![20181226221708899.png][]  
  
这段代码指定 2029 年 10 月 31 日作为开始时间，不断调用 time.sleep(1)，直到开始时间。在等待 time.sleep()的循环调用完成时，程序不能做任何事情，它只是坐在那里，直到 2029 年万圣节。这是因为 Python 程序在默认情况下，只有一个执行线程。

不必让所有的代码等待，直到 time.sleep()函数完成，你可以使用 Python 的threading 模块，在单独的线程中执行延迟或安排的代码。这个单独的线程将因为time.sleep()调用而暂停。同时，程序可以在原来的线程中做其他工作。

要得到单独的线程，首先要调用 threading.Thread()函数，生成一个 Thread 对象。  
在新的文件中输入以下代码，并保存为 threadDemo.py：  
![watermark_type_ZmFuZ3poZW5naGVpdGk_shadow_10_text_aHR0cHM6Ly9ibG9nLmNzZG4ubmV0L1Zlcm1vbnRf_size_16_color_FFFFFF_t_70 1][]  
为了创建一个 Thread 对象，我们调用 threading.Thread()，并传入关键字参数 target=takeANap。这意味着我们  
要在新线程中调用的函数是 takeANap()。请注意，关键字参数是 target=takeANap，而不是 target=takeANap()。这是因为你将 takeANap()函数本身作为参数，而不是调用 takeANap()，并传入它的返回值。  
我们将 threading.Thread()创建的 Thread 对象保存在 threadObj 中，然后调用threadObj.start()，创建新的线程，并开始在新线程中执行目标函数。如果运行该程序，输出将像这样：

![20181226222220292.png][]  
通常，程序在文件中最后一行代码执行后终止（或调用 sys.exit()）。但threadDemo.py 有两个线程。第一个是最初的线程，从程序开始处开始，在 print('Endof program.')后结束。第二个线程是调用 threadObj.start()时创建的，始于 takeANap()  
函数的开始处，在 takeANap()返回后结束。  
在程序的所有线程终止之前， Python 程序不会终止。在运行 threadDemo.py 时，即使最初的线程已经终止，第二个线程仍然执行 time.sleep(5)调用。

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