浅谈Python3中datetime不同时区转换介绍与踩坑
最近的项目需要根据用户所属时区制定一些特定策略，学习、应用了若干python3的时区转换相关知识，这里整理一部分记录下来。
下面涉及的几个概念及知识点：
GMT时间：Greenwich Mean Time， 格林尼治平均时间
UTC时间：Universal Time Coordinated 世界协调时，可以认为是更精准的GMT时间，但两者误差极小，在1s以内，一般可视为等同
LMT：Local Mean Time, 当地标准时间
Python中的北京时间：Python的标准timezone中信息中并没有Asia/Beijing，原因要追溯到国民政府期间上报给国际标准的五个时区城市没有北京，因此一般使用Asia/Shanghai获取东8区时间
Python使用到的时间相关函数及概念：
包含时区信息的datetime称为: offset-aware datetime，反之称为offset-naive datetime
pytz.timezone(x): pytz package中预定义的时区相关对象, pytz可通过 python3 -m pip install pytz 安装
datetime(...) : 直接指定year/month/day/hour/second生成naive datetime
datetime(...tzinfo=tz) : 直接指定year/month/day/hour/second+时区信息生成offset-aware datetime
datetime.now(): 生成当前默认时区的 naive datetime
datetime.now(tzinfo=tz): 生成指定时区的offset-aware datetime
datetime.strptime(string, format) : 生成当前默认时区的string、format表示的 naive datetime
datetime.replace(tzinfo=tz): 直接替换datetime 时区信息为tz时区offset-aware datetime--不针对时区进行任何转换
datetime.astimezone(tz): 将时间转换为新的tz时区的offset-aware datetime
下述代码示例中，由于云主机位于日本，所以默认时区为东9区(Asia/Tokyo)
Python中获取当前时刻时间：
In [1]: import pytz
In [2]: from datetime import datetime, timedelta
In [3]: datetime.now() # 默认时区当前时间
Out[3]: datetime.datetime(2021, 8, 1, 18, 36, 8, 352873)
In [4]: datetime.now(pytz.timezone('Asia/Tokyo')) # 指定Tokyo时区当前时间
Out[4]: datetime.datetime(2021, 8, 1, 18, 36, 25, 421048, tzinfo=<DstTzInfo 'Asia/Tokyo' JST+9:00:00 STD>)
可以看到，datetime.now()未指定时区时，获取到的对象是offset-navie datetime，而指定时区后则是offset-aware datetime，naive和aware的datetime是不可以执行比较、相减相关操作的，只有同类型的datetime才能求时间差值、比较大小，如下：
In [5]: datetime.now() - datetime.now(pytz.timezone('Asia/Tokyo'))
---------------------------------------------------------------------------
TypeError Traceback (most recent call last)
<ipython-input-5-8b6c111dc5de> in <module>
----> 1 datetime.now() - datetime.now(pytz.timezone('Asia/Tokyo'))
TypeError: can't subtract offset-naive and offset-aware datetimes
In [6]: datetime.now() - datetime.now() # 只有同样的offset-naive datetime才能求差值
Out[6]: datetime.timedelta(days=-1, seconds=86399, microseconds=999991)
In [8]: datetime.now(pytz.timezone('Asia/Tokyo')) - datetime.now(pytz.timezone('Asia/Tokyo')) # 同样的offset-aware datetime才能求差值
Out[8]: datetime.timedelta(days=-1, seconds=86399, microseconds=999976)
这里碰到了第一个坑，比如我们想获得北京时间2021年1月1日0点的datetime，然后将其转换为东京时间，直觉上我们很可能这么写：
In [19]: datetime(2021, 1, 1, tzinfo=pytz.timezone('Asia/Shanghai')) # 这里获取北京时间20210101 0点的datetime
Out[19]: datetime.datetime(2021, 1, 1, 0, 0, tzinfo=<DstTzInfo 'Asia/Shanghai' LMT+8:06:00 STD>) # 注意获取的是LMT时间
In [21]: datetime(2021, 1, 1, tzinfo=pytz.timezone('Asia/Shanghai')).astimezone(pytz.timezone('Asia/Tokyo')) # 将北京时转换为东京时间
Out[21]: datetime.datetime(2021, 1, 1, 0, 54, tzinfo=<DstTzInfo 'Asia/Tokyo' JST+9:00:00 STD>) # 获取的是日本标准时间JST+9
In [22]: datetime.now(pytz.timezone('Asia/Shanghai')) # 示例获取当前时刻北京时间
Out[22]: datetime.datetime(2021, 8, 1, 18, 11, 6, 706727, tzinfo=<DstTzInfo 'Asia/Shanghai' CST+8:00:00 STD>) # 获取的是中国标准时间(CST+8)
仔细一看，北京时间的0点转化为东京时间却是0:54,相差是54分钟，而不是1个小时，这就奇怪了，仔细一看tzinfo中的信息是LMT+8:06:00 STD，表示这是LMT时间，相比UTC快8小时6分钟，而不是东8区标准时间，而通过astimezone方法转换后得到的就是日本标准时间(东9区)，所以两者之前的差值并不是1小时整。
第一个坑究其原因，通过datetime(..tzinfo=..)指定时区获取的是LMT，而datetime.now(tz)、datetime.astimezone(tz) 获取的却是UTC(GMT)标准时间，LMT和GMT标准时间可能会有甚至十分钟级的差值，这已经足够影响到程序的正常逻辑了。
所以如果要保证获取标准时区的时间，建议避免使用Asia/Shanghai、Asia/Tokyo这类大洲/城市 字符串表示时间，而使用GMT、UTC这些无歧义的标准时区，如下：
In [45]: datetime(2021, 1, 1, tzinfo=pytz.timezone('Etc/GMT-9'))
Out[45]: datetime.datetime(2021, 1, 1, 0, 0, tzinfo=<StaticTzInfo 'Etc/GMT-9'>) # 东9区应使用GMT-9
这里第二个坑出现了，由于历史原因，Python中timezone的表示中，时区偏移以西为正，以东为负，和我们熟悉的ISO标准刚好相反，所以东9区应该表示为Etc/GMT-9， 而Etc/GMT+9表示的其实是西9区,如下可以验证GMT-9与JST相差0， GMT+9与JST相差18小时(64800s):
In [50]: datetime(2021, 1, 1, tzinfo=pytz.timezone('Etc/GMT-9')) - datetime(2021, 1, 1).astimezone(pytz.timezone('Asia/Tokyo'))
Out[50]: datetime.timedelta(0)
In [51]: datetime(2021, 1, 1, tzinfo=pytz.timezone('Etc/GMT+9')) - datetime(2021, 1, 1).astimezone(pytz.timezone('Asia/Tokyo'))
Out[51]: datetime.timedelta(seconds=64800)
最后，获取指定时区2021年1月1日datetime的方式，以北京时间为例：
In [56]: datetime(2021, 1, 1, tzinfo=pytz.timezone('Etc/GMT-8'))
Out[56]: datetime.datetime(2021, 1, 1, 0, 0, tzinfo=<StaticTzInfo 'Etc/GMT-8'>)
In [58]: datetime(2021, 1, 1, tzinfo=pytz.timezone('Etc/GMT-8')).astimezone(pytz.timezone('Asia/Shanghai'))
Out[58]: datetime.datetime(2021, 1, 1, 0, 0, tzinfo=<DstTzInfo 'Asia/Shanghai' CST+8:00:00 STD>) # 可见GMT-8和东八区标准时间(CST+8)一致
进一步如果要获取指定时区零点的时间戳就很简单了：
In [44]: datetime(2021, 1, 1, tzinfo=pytz.timezone('Etc/GMT0')).timestamp() # 获取格林尼治时区2021年1月1日0点时间戳
Out[44]: 1609459200.0
另外两种获取指定时区时刻的方法，此三种方式彼此等价：
In [51]: datetime(2021, 1, 1, tzinfo=pytz.timezone('Etc/GMT0')) == datetime(2021, 1, 1).replace(tzinfo=pytz.timezone('Etc/GMT0'))
Out[51]: True
In [53]: datetime(2021, 1, 1, tzinfo=pytz.timezone('Etc/GMT0')) == datetime.strptime('20210101', '%Y%m%d').replace(tzinfo=pytz.timezone('Etc/GMT0'))
到此这篇关于浅谈Python3中datetime不同时区转换介绍与踩坑的文章就介绍到这了,更多相关Python3 datetime不同时区转换 内容请搜索脚本之家以前的文章或继续浏览下面的相关文章希望大家以后多多支持脚本之家！
相关文章
这篇文章主要介绍了浅谈Python中os模块及shutil模块的常规操作，具有很好的参考价值，希望对大家有所帮助。一起跟随小编过来看看吧2020-04-04
详解Python利用configparser对配置文件进行读写操作
这篇文章主要介绍了详解Python利用configparser对配置文件进行读写操作,本文通过实例代码给大家介绍的非常详细，对大家的学习或工作具有一定的参考借鉴价值，需要的朋友可以参考下2020-11-11
这篇文章主要介绍了Python根据指定文件生成XML的方法，文中代码非常详细，帮助大家更好的理解和学习，感兴趣的朋友可以了解下2020-06-06
在本篇文章里小编给大家整理的是一篇关于python中HTMLParser模块知识点内容，有兴趣的朋友们可以跟着学习下。2021-01-01
这篇文章主要介绍了Django零基础入门之路由path和re_path，本文给大家介绍的非常详细，对大家的学习或工作具有一定的参考借鉴价值，需要的朋友可以参考下2021-09-09
dir()函数是Python 中一个非常有用的工具，可以用于查找对象的所有属性和方法，如获取当前作用域的变量和方法、查找模块中的导出内容、动态查找对象属性等，通过本文的介绍和示例代码，大家可以更全面地了解 dir() 函数的用法和注意事项，需要的朋友参考下吧2022-03-03
这篇文章主要介绍了python机器学习理论与实战第二篇，决策树的相关资料，具有一定的参考价值，感兴趣的小伙伴们可以参考一下2018-01-01
这篇文章主要为大家介绍了Python全栈之CSS，具有一定的参考价值，感兴趣的小伙伴们可以参考一下，希望能够给你带来帮助2022-01-01
Python之Anaconda启动过程中的异常错误问题及解决
这篇文章主要介绍了Python之Anaconda启动过程中的异常错误问题及解决方案,具有很好的参考价值,希望对大家有所帮助,如有错误或未考虑完全的地方,望不吝赐教2023-09-09
如何将自己的python库打包成wheel文件并上传到pypi
这篇文章主要介绍了如何将自己的python库打包成wheel文件并上传到pypi，文中通过示例代码介绍的非常详细，对大家的学习或者工作具有一定的参考学习价值，需要的朋友们下面随着小编来一起学习学习吧2021-04-04
最新评论