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全球化应用里经常要对时间点进行时区转换，这里通过将本地时间转换为指定时区时间为例，介绍几种Python处理时区转换的方法。 本地时间（UTC8）包括当前时间点（如2021-10-01 15:29:47），指定时间点（如2021-03-15 10:35:10），转换的目标时区时间为德国当地时间（UTC1）。 方法一：按时差换算先将本地时间换算成UTC时间，再加上目标时区时差得出当地时间。 1. 本地时间转换UTC时间 >>> from datetime import datetime,timedelta #当前UTC时间可以直接获取 >>> ut = datetime.utcnow() >>> ut.isoformat() '2021-10-01T07:29:47.585830' #本地指定时间点转换成UTC时间，有两种方式 >>> ut1 = datetime(2021, 3, 15, 10, 35, 10) - timedelta(hours=8) #方式一利用时差换算UTC >>> ut1 = datetime.utcfromtimestamp(float(t.strftime('%s'))) #方式二利用时间戳转换UTC这里要注意几个问题，datetime模块不支持闰秒，需要处理闰秒时必须使用time模块代替；同时在使用时间戳时会丢失闰秒信息导致前后时间不一致，因此在有闰秒的场景下应避免使用时间戳。比如将最近一次的闰秒时间点（2016-12-31 23:59:60）转换成时间戳在转换回来，会变成（2017-01-01 00:00:00）。 #time模块闰秒时间戳转换误差 >>> time.mktime(time.strptime('2016-12-31 23:59:60', '%Y-%m-%d %H:%M:%S')) 1483200000.0 >>> time.strftime('%Y-%m-%d %H:%M:%S', time.localtime(1483200000.0)) '2017-01-01 00:00:00' 2. UTC时间转换目标时区时间 >>> gt = ut + timedelta(hours=1) #UTC加时区时差1小时得出德国时间 >>> gt.isoformat() '2021-10-01T08:29:47.585830'但是我们发现最后得出的时间和德国实际时间（2021-10-01T09:29:47.585830）相差了1小时，这是怎么回事呢？这是因为德国在夏天实行夏令时，将时间人为调快了1小时，所以必须分别处理夏令时和冬令时。 实际上，世界上各个国家地区对于夏令时的规定各不相同，每年实行时间也各有差异，所以这种手动换算时区的方法只能适用于一些特定的简化场景。 方法二：封装时区信息Python的datetime模块可以创建两种日期和时间的对象： 不带时区信息的“简单型(naive)”对象：没有明确赋予tzinfo属性的datetime对象均为简单型，包括由utcnow()和utcfromtimestamp()生成的对象同样是简单型，简单型对象的tzinfo、tzname等时区属性均为None。 包含时区信息的“感知型(aware)”对象：明确设置了tzinfo属性的datetime对象。 Python提供了感知型datetime对象直接转换时区的方法astimezone(tz)，感知型对象赋予tzinfo属性的值必须是datetime.tzinfo抽象类子类的实例，但是Python语言本身只提供了tzinfo抽象类，没有可以直接使用的时区信息子类和时区实例，需要我们自己封装实现。 1. 封装时区 from datetime import tzinfo, timedelta, datetime ZERO = timedelta(0) HOUR = timedelta(hours=1) class UTC(tzinfo): #UTC时区 def utcoffset(self, dt): return ZERO def tzname(self, dt): return "UTC" def dst(self, dt): return ZERO class UTC8(tzinfo): #UTC8时区 def utcoffset(self, dt): return timedelta(hours=8) def tzname(self, dt): return "UTC8" def dst(self, dt): return ZERO def last_sunday_on_or_after(dt): days_to_go = 6 - dt.weekday() if days_to_go: dt += timedelta(days_to_go) return dt #德国现行的夏令时间，从每年3月最后一个周日2:00开始(向前调整成3:00)，到10月的最后一个 #周日3:00结束(向后调整成2:00)。即每年3月和10月从25号开始的第一个周日开始和结束。 #这里简化为不考虑历史年份的夏令时差异，统一按现行规定换算。 DSTSTART = datetime(1, 3, 25, 2) DSTEND = datetime(1, 10, 25, 2) class DETZ(tzinfo): #德国时区 def utcoffset(self, dt): return timedelta(hours=1) + self.dst(dt) def tzname(self, dt): return "CEDT" if self.dst(dt) else "CET" def dst(self, dt): start = last_sunday_on_or_after(DSTSTART.replace(year=dt.year)) end = last_sunday_on_or_after(DSTEND.replace(year=dt.year)) # Can't compare naive to aware objects, so strip the timezone from # dt first. if start >> ut = datetime.utcnow().replace(tzinfo=utc) >>> ut.isoformat() '2021-10-01T07:29:47.585830+00:00' >>> ut.astimezone(de).isoformat() #转换为德国时区 '2021-10-01T09:29:47.585830+02:00' #指定本地时间和时区转换，对应德国冬令时间点 >>> lt = datetime(2021, 3, 15, 10, 35, 10, tzinfo=cn) >>> lt.isoformat() '2021-03-15T10:35:10+08:00' >>> lt.astimezone(de).isoformat() #本地时间转换为德国时区 '2021-03-15T03:35:10+01:00' >>> lt.astimezone(utc).isoformat() #本地时间转换为UTC时区 '2021-03-15T02:35:10+00:00'可以看到封装以后的时区使用很方便，但是封装时涉及到夏令时的处理非常复杂，很难兼顾到所有地区所有历史阶段的不同夏令时规定，而且Python2的datetime模块没办法区分夏令时结束时多出来的1小时（即调整前夏令时的2:MM和调整后冬令时的2:MM，Python3中datetime专门增加了fold参数来区分），因此在涉及到夏令时的场景不建议自行封装时区使用。 方法三：使用第三方库Python已经有一些第三方库提供了封装好的IANA时区数据库信息，可以直接使用。Python2推荐使用pytz，Python3可以使用dateutil，它们都能很好地处理夏令时和重复时间的问题。 pytz 时区处理 >>> from datetime import datetime, timedelta >>> from pytz import utc, timezone >>> de = timezone('Europe/Berlin') >>> cn = timezone('Asia/Shanghai') #当前本地时间转换，对应德国夏令时间点 >>> lt = datetime.now(cn) >>> lt.isoformat() '2021-10-01T15:29:47.585830+08:00' >>> lt.astimezone(de).isoformat() #转换为德国时区 '2021-10-01T09:29:47.585830+02:00' #指定本地时间转换，对应德国冬令时间点 >>> lt1 = cn.localize(datetime(2021, 3, 15, 10, 35, 10)) >>> lt1.isoformat() '2021-03-15T10:35:10+08:00' >>> lt1.astimezone(de).isoformat() #本地时间转换为德国时区 '2021-03-15T03:35:10+01:00' >>> lt1.astimezone(utc).isoformat() #本地时间转换为UTC时区 '2021-03-15T02:35:10+00:00' #处理夏令时结束临界重复时间2:MM #本地时间转换成德国临界时间 >>> cn.localize(datetime(2021, 10, 31, 8, 30, 00)).astimezone(de).isoformat() '2021-10-31T02:30:00+02:00' >>> cn.localize(datetime(2021, 10, 31, 9, 30, 00)).astimezone(de).isoformat() '2021-10-31T02:30:00+01:00' #德国临界时间转换成本地时间，使用is_dst区分重复的一小时 >>> de.localize(datetime(2021, 10, 31, 2, 30, 00), is_dst=True).astimezone(cn).isoformat() '2021-10-31T08:30:00+08:00' >>> de.localize(datetime(2021, 10, 31, 2, 30, 00), is_dst=False).astimezone(cn).isoformat() '2021-10-31T09:30:00+08:00' #夏令时区内处理跨临界时间运算，结果必须使用normalize修正 >>> dt = de.localize(datetime(2021, 10, 31, 2, 50, 00), is_dst=True) >>> (dt + timedelta(minutes=20)).isoformat() #未修正时结果没有回调时区，计算错误 '2021-10-31T03:10:00+02:00' >>> de.normalize(dt + timedelta(minutes=20)).isoformat() #normalize修正后时区回调，结果正确 '2021-10-31T02:10:00+01:00'pytz的实现和使用方式都和Python原生有很大差异，但是可以自动处理夏令时的跨临界点运算，功能比较全面。 dateutil 时区处理 >>> from datetime import datetime, timedelta >>> from dateutil import tz >>> de = tz.gettz('Europe/Berlin') #当前本地时间转换，对应德国夏令时间点 >>> lt = datetime.now(tz.tzlocal()) >>> lt.isoformat() '2021-10-01T15:29:47.585830+08:00' >>> lt.astimezone(de).isoformat() #转换为德国时区 '2021-10-01T09:29:47.585830+02:00' #指定本地时间转换，对应德国冬令时间点 >>> lt1 = datetime(2021, 3, 15, 10, 35, 10, tzinfo=tz.tzlocal()) >>> lt1.isoformat() '2021-03-15T10:35:10+08:00' >>> lt1.astimezone(de).isoformat() #本地时间转换为德国时区 '2021-03-15T03:35:10+01:00' >>> lt1.astimezone(tz.UTC).isoformat() #本地时间转换为UTC时区 '2021-03-15T02:35:10+00:00' #处理夏令时结束临界重复时间2:MM #本地时间转换成德国临界时间 >>> datetime(2021, 10, 31, 8, 30, 00, tzinfo=tz.tzlocal()).astimezone(de).isoformat() '2021-10-31T02:30:00+02:00' >>> datetime(2021, 10, 31, 9, 30, 00, tzinfo=tz.tzlocal()).astimezone(de).isoformat() '2021-10-31T02:30:00+01:00' #德国临界时间转换成本地时间，使用enfold区分重复的一小时 >>> datetime(2021, 10, 31, 2, 30, 00, tzinfo=de).astimezone(cn).isoformat() '2021-10-31T08:30:00+08:00' >>> tz.enfold(datetime(2021, 10, 31, 2, 30, 00, tzinfo=de)).astimezone(cn).isoformat() '2021-10-31T09:30:00+08:00' #夏令时区处理跨临界时间运算 >>> dt = datetime(2021, 10, 31, 2, 50, 00, tzinfo=de) >>> (dt + timedelta(minutes=20)).isoformat() #未修正结果,计算错误 '2021-10-31T03:10:00+01:00' #先转换成非夏令时区计算后再转换回来，结果正确 >>> (dt.astimezone(tz.UTC) + timedelta(minutes=20)).astimezone(de).isoformat() '2021-10-31T02:10:00+01:00'dateutil继承实现了Python的tzinfo类，使用方式上更贴近原生，但是不能直接处理夏令时跨临界时间的运算问题，只能采用先转换成非夏令时区计算后再转换回来的方式规避，在进行时间运算时要特别注意。 |
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