Python 标准库：time——时间的访问和转换

模块介绍

time 模块是 Python 的标准库之一，提供了多种与时间相关的函数。它允许用户获取当前的时间、进行时间间隔的操作以及处理与日期和时间相关的转换。该模块提供了许多功能，如计算时间差、暂停程序、格式化时间字符串等。

该模块的函数大多数与系统的时钟操作密切相关，支持多种不同平台和系统的时间格式。

使用场景

• 获取当前时间： 获取当前时间戳、格式化时间、日期等。
• 时间转换： 将时间戳转换为人类可读的时间格式，或将格式化时间转为时间戳。
• 延时和控制： 暂停程序执行一段时间，适用于控制程序执行的速度。
• 性能测量： 测量程序的执行时间。
• 设置时间区域： 设置和获取本地时间的时区。

主要类

time 模块并没有定义用户直接使用的类，但其返回的结构化时间对象（如 struct_time）可以被用户操作。localtime() 和 gmtime() 函数返回的时间结构就是 struct_time。

主要函数

- time()

返回当前的时间戳，即自 1970 年 1 月 1 日（Unix 纪元）以来经过的秒数。它可以用于测量时间间隔、时间戳的获取等。

import time

timestamp = time.time()
print("Current timestamp:", timestamp)

- sleep()

让程序暂停执行指定的秒数。适用于需要延迟程序执行的场景，例如在某些任务间隔时暂停。

import time

print("Start")
time.sleep(3)  # 暂停 3 秒
print("End")

- localtime()

将时间戳转换为本地时间的 struct_time 对象。如果未传入参数，它默认返回当前时间的本地时间。

import time

time_obj = time.localtime()
print(time_obj.tm_year)  # 获取年份
print(time_obj.tm_mon)  # 获取月份
print(time_obj.tm_mday)  # 获取日
print(time_obj.tm_hour)  # 获取小时
print(time_obj.tm_min)  # 获取分钟
print(time_obj.tm_sec)  # 获取秒

- gmtime()

将时间戳转换为格林尼治标准时间（UTC）的 struct_time 对象。如果未传入参数，它默认返回当前时间的 UTC 时间。

import time

utc_time = time.gmtime()
print(utc_time)  # 输出当前的 UTC 时间结构

- strftime（）

根据给定的格式化字符串返回格式化的时间。常用于将 struct_time 对象转换为易读的时间格式。

import time

formatted_time = time.strftime("%Y-%m-%d %H:%M:%S", time.localtime())
print("Formatted time:", formatted_time)

- strptime()

根据给定的格式化字符串解析时间字符串，并返回 struct_time 对象。适用于时间字符串的解析。

import time

time_str = "2025-01-14 15:30:00"
parsed_time = time.strptime(time_str, "%Y-%m-%d %H:%M:%S")
print("Parsed time:", parsed_time)

- perf_counter()

返回一个高精度的计数器，通常用于测量时间间隔。适用于程序性能分析和时间测量。

import time

start = time.perf_counter()
# 执行某些操作
end = time.perf_counter()
print(f"Elapsed time: {end - start} seconds")

- process_time()

返回程序的 CPU 执行时间，不包括系统休眠时间。适用于计算程序的执行时间，尤其是涉及 CPU 密集型任务时。

import time

start = time.process_time()
# 执行某些计算
end = time.process_time()
print(f"CPU time: {end - start} seconds")

注意事项

• 时间戳与本地时间：time.time() 返回的是自 Unix 纪元以来的秒数（时间戳），而 localtime() 和 gmtime() 可以将其转换为结构化的本地时间或 UTC 时间。
• 夏令时（DST）：在某些时区中，夏令时可能会影响时间计算，需要注意时区差异。
• 高精度计时器：perf_counter() 提供更高精度的时间计数器，适合用于性能分析。
• CPU时间与实际时间：process_time() 只计算 CPU 执行时间，忽略了程序的等待和休眠时间。

总结

time 模块为 Python 提供了处理时间和日期的多种功能，适用于多种与时间相关的场景，包括获取当前时间、格式化时间、暂停程序执行、计算程序运行时长等。通过这些功能，开发者可以更高效地处理时间任务、执行性能测量以及进行程序调度。