Python 提供了多个内置模块用于处理日期和时间，涵盖了从基础时间操作到时区管理的各种需求。以下是核心模块及其关键功能的详细说明：

1.datetime模块

datetime 是处理日期和时间的核心模块，包含以下核心类：

• datetime.date：处理日期（年、月、日）
• datetime.time：处理时间（时、分、秒、微秒）
• datetime.datetime：组合日期和时间
• datetime.timedelta：表示时间间隔
• datetime.tzinfo：时区信息基类

常用操作示例

创建日期和时间对象

from datetime import datetime, date, time, timedelta

# 当前日期和时间
now = datetime.now()  # 2024-07-20 15:30:45.123456
today = date.today()  # 2024-07-20
current_time = datetime.now().time()  # 15:30:45.123456

# 手动指定日期时间
dt = datetime(2024, 7, 20, 14, 30)
d = date(2024, 7, 20)
t = time(14, 30, 15)

格式化与解析字符串

# 日期时间转字符串
formatted = now.strftime("%Y-%m-%d %H:%M:%S")  # '2024-07-20 15:30:45'

# 字符串转日期时间
parsed_dt = datetime.strptime("2024-07-20 14:30", "%Y-%m-%d %H:%M")

时间差计算

delta = timedelta(days=5, hours=3)
future = now + delta  # 5天3小时后的时间
past = now - delta    # 5天3小时前的时间

# 计算两个时间的差值
diff = datetime(2024, 8, 1) - datetime(2024, 7, 20)
print(diff.days)  # 12天

时间戳操作

# 时间戳转datetime（UTC时间）
timestamp = 1721467845
dt_utc = datetime.fromtimestamp(timestamp, tz=datetime.timezone.utc)

# datetime转时间戳
timestamp = dt_utc.timestamp()

2.time模块

提供底层时间操作，主要用于时间戳和程序休眠。

核心功能

import time

# 获取当前时间戳（自1970-01-01 UTC的秒数）
timestamp = time.time()  # 1721467845.123456

# 程序休眠（单位：秒）
time.sleep(2.5)  # 暂停2.5秒

# 结构化时间（struct_time）
struct_time = time.localtime()  # 本地时间
gmtime = time.gmtime()          # UTC时间

# struct_time转字符串
time_str = time.strftime("%Y-%m-%d %H:%M:%S", struct_time)

3.calendar模块

生成日历和计算日期相关逻辑。

常用功能

import calendar

# 生成某年某月的日历
cal = calendar.month(2024, 7)  # 返回格式化的字符串日历

# 判断闰年
is_leap = calendar.isleap(2024)  # True

# 获取某个月的工作日范围
first_weekday, num_days = calendar.monthrange(2024, 7)  # (0, 31) 表示7月1日是周一（0=周一），共31天

# 计算某天是星期几（0=周一，6=周日）
weekday = calendar.weekday(2024, 7, 20)  # 5（周六）

4. 时区处理

Python 3.9+ 内置 zoneinfo 模块，提供时区支持。

基本用法

from zoneinfo import ZoneInfo
from datetime import datetime

# 创建带时区的datetime对象
tz_beijing = ZoneInfo("Asia/Shanghai")
dt_local = datetime(2024, 7, 20, 15, 30, tzinfo=tz_beijing)

# 时区转换
dt_utc = dt_local.astimezone(ZoneInfo("UTC"))
print(dt_utc)  # 2024-07-20 07:30:00+00:00

5. 最佳实践与常见场景

场景1：计算程序运行时间

start_time = time.time()
# 执行耗时操作
end_time = time.time()
print(f"耗时：{end_time - start_time:.2f}秒")

场景2：处理用户输入的日期

user_input = "2024-07-20"
try:
    parsed_date = datetime.strptime(user_input, "%Y-%m-%d").date()
except ValueError:
    print("日期格式错误！")

场景3：生成时间序列

from datetime import datetime, timedelta

start = datetime(2024, 7, 1)
dates = [start + timedelta(days=i) for i in range(30)]  # 生成7月所有日期

场景4：跨时区时间转换

from datetime import datetime
from zoneinfo import ZoneInfo

# 北京时间转纽约时间
dt_shanghai = datetime(2024, 7, 20, 15, 30, tzinfo=ZoneInfo("Asia/Shanghai"))
dt_newyork = dt_shanghai.astimezone(ZoneInfo("America/New_York"))  # 2024-07-20 03:30:00-04:00

总结表格：模块选择指南

注意事项

1. 时区敏感：

• 所有 datetime 对象默认无时区（naive），建议显式指定时区（如 zoneinfo）。
• 使用 datetime.utcnow() 获取UTC时间（无时区信息），推荐改用 datetime.now(ZoneInfo("UTC"))。

性能优化：

• 频繁时间操作时，优先使用 time.monotonic()（避免系统时间调整影响）。

格式化符号参考：

• %Y：4位数年份（2024）
• %m：两位月份（07）
• %d：两位日期（20）
• %H：24小时制小时（15）
• %M：分钟（30）
• %S：秒（45）
• %z：时区偏移（+0800）