### 引入

DataFrame處理的數據中經常會看到某一列的數據類型是時間類型或者是字符串但是需要轉成時間類型。什么是時間類型？與Python中使用的模塊time、datetime等有什么聯系？

首先看看下面這張圖，如果看到數據的如果類型是**datetime64[ns]**說明就是DataFrame中的日期時間類型。

但是有時候我們看到的數據明明都是日期格式，怎么就偏偏不是**datetime64[ns]**類型呢？而顯示的是object類型，比如下面你看到的數據

上面看到都是object類型，object類型在獲取日期時間的年月日時分秒的時候就不方便，比獲取

### 簡單回顧Python日期時間模塊

python標準庫包含用于日期（date）和時間（time）數據的數據類型，而且還有日歷方面的功能。我們主要會用到datetime、time以及calendar模塊。

#### datetime模塊

datetime模塊常用的類如下：

| 類型 | 說明 |
| --------- | ------------------------------------------ |
| date | 日期對象，以公歷形式存儲日期（年、月、日） |
| time | 時間對象，將時間存儲為：時、分、秒、毫秒 |
| datetime | 存儲日期和時間 |
| timedelta | 時間間隔，表示兩個datetime之間的差 |

附錄（日期和時間的格式化符號表）

| 符號 | 說明 |
| :--- | :---------------------------------------- |
| `%y` | 兩位數的年份表示（00-99） |
| `%Y` | 四位數的年份表示（000-9999） |
| `%m` | 月份（01-12） |
| `%d` | 月內中的一天（0-31） |
| `%H` | 24小時制小時數（0-23） |
| `%I` | 12小時制小時數（01-12） |
| `%M` | 分鐘數（00=59） |
| `%S` | 秒（00-59） |
| `%a` | 本地簡化星期名稱 |
| `%A` | 本地完整星期名稱 |
| `%b` | 本地簡化的月份名稱 |
| `%B` | 本地完整的月份名稱 |
| `%c` | 本地相應的日期表示和時間表示 |
| `%j` | 年內的一天（001-366） |
| `%p` | 本地A.M.或P.M.的等價符 |
| `%U` | 一年中的星期數（00-53）星期天為星期的開始 |
| `%w` | 星期（0-6），星期天為星期的開始 |
| `%W` | 一年中的星期數（00-53）星期一為星期的開始 |
| `%x` | 本地相應的日期表示 |
| `%X` | 本地相應的時間表示 |
| `%Z` | 當前時區的名稱 |
| `%%` | %號本身 |

date類代碼演示：

> datetime.date(year, month, day)

```python
from datetime import date
# 獲取當前的日期
today = date.today()
print(today) # 2021-08-10
print(today.day) # 10
# 也可以創建一個指定的日期對象
tomorrow = date(2021,8,11)
print(tomorrow) # 2021-08-11
print(tomorrow.day) # 11
print(today.strftime('%Y年%m月%d日')) # 相當于格式化輸出
```

time類代碼演示：

> datetime.time(hour[ , minute[ , second[ , microsecond[ , tzinfo] ] ] ] )

```python
from datetime import time
# 創建一個time對象
t = time(14,20,59,83999)
print(t) # 14:20:59.083999
print(t.strftime('%H:%M:%S')) # 相當于格式化輸出
```

datetime代碼演示：

> datetime相當于date和time結合起來
> datetime.datetime (year, month, day[ , hour[ , minute[ , second[ , microsecond[ , tzinfo] ] ] ] ] )

```python
from datetime import datetime
now = datetime.now()
print(now) # datetime.datetime(2021, 8, 10, 15, 21, 6, 581886)
print(now.year) # 2021
print(now.month) # 8
print(now.day) # 21
print(now.date())
print(now.time())
print(now.strftime('%Y年%m月%d日 %H:%M:%S')) # 格式化輸出
```

timedelta代碼演示：

> 使用timedelta可以很方便的在日期上做天days，小時hours，分鐘，秒，毫秒，微妙的時間計算，如果要計算月份則需要另外的辦法。

```python
from datetime import *
dt = datetime.now()
#日期減一天,dt1和dt2都表示昨天，兩種不同的操作方式
dt1 = dt + timedelta(days=-1) # 昨天
dt2 = dt - timedelta(days=1) # 昨天
dt3 = dt + timedelta(days=1) # 明天
print(dt1)
print(dt2)
print(dt3)
# 也可以小時的加減
t1 = dt + timedelta(hours=1)
print(t1)
```

**案例**：獲取指定日期月份的**最后一天的日期和本月天數**

```
from datetime import datetime,date,timedelta

date1 = datetime.now()
def eomonth(date_object):
if date_object.month == 12:
next_month_first_date = date(date_object.year+1,1,1)
else:
next_month_first_date = date(date_object.year, date_object.month+1, 1)

return next_month_first_date - timedelta(1)

print(eomonth(date1))
print(eomonth(date1).day)
```

#### time模塊

time模塊中時間表現的格式主要有三種：

> a、timestamp時間戳，時間戳表示的是從1970年1月1日00:00:00開始按秒計算的偏移量
>
> b、struct_time時間元組，共有九個元素組。
>
> c、format time 格式化時間，已格式化的結構使時間更具可讀性。包括自定義格式和固定格式

```python
import time

# 生成timestamp
print(time.time()) # 時間戳時間
print(time.localtime()) # 生成struct_time
print(time.strptime('2021-08-10 16:37:06', '%Y-%m-%d %X')) # 格式化時間轉struct_time
print(time.strftime("%Y-%m-%d %X",time.localtime())) # struct_time轉格式化時間
```

當然還有大家常用的time.sleep(seconds)休眠。

### panads日期時間操作

我們在數據分析的時候時間日期的操作無非下面幾種：

#### object轉日期時間類型

| 原有數據類型（object）和展示形式 | 想得到的格式 | 代碼 |
| -------------------------------- | ------------------- | ----------------------------------------------------- |
| 2021-08-10 | 2021-08-10 | pd.to_datetime(data['time_object']) |
| 08/10/21 | 2021-08-10 | pd.to_datetime(data['time_object'],format='%m/%d/%y') |
| 2021-08-10 14:20:59 | 2021-08-10 14:20:59 | pd.to_datetime(data['time_object']) |
| 2021年08月 | 2021-08-01 | pd.to_datetime(data['time_object'],format='%Y年%m月') |

#### 日期轉固定格式的

| 原有數據類型（datetime64）和展示形式 | 想得到的格式 | 代碼 |
| ------------------------------------ | ------------------- | ------------------------------------------------------------ |
| 2021-08-10 14:20:59 | 2021-08-10 | data['datetime_col'].dt.date 或者pd.to_datetime(data['datetime_col'].dt.strftime('%Y-%m-%d')) |
| 2021-08-10 14:20:59 | 2021-08-10 00:00:00 | data['datetime_col'].dt.strftime('%Y-%m-%d 00:00:00') |

#### 提取日期類型的年月日

| 原有數據類型（datetime64）和展示形式 | 想得到的格式 | 代碼 |
| ------------------------------------ | ------------ | ------------------------------ |
| 2021-08-10 14:20:59 | 2021 | data['datetime_col'].dt.year |
| 2021-08-10 14:20:59 | 8 | data['datetime_col'].dt.month |
| 2021-08-10 14:20:59 | 10 | data['datetime_col'].dt.day |
| 2021-08-10 14:20:59 | 14 | data['datetime_col'].dt.hour |
| 2021-08-10 14:20:59 | 20 | data['datetime_col'].dt.minute |
| 2021-08-10 14:20:59 | 59 | data['datetime_col'].dt.second |

#### 時間差的計算

| startdate | enddate | difference | 代碼 |
| ------------------- | ------------------- | ---------- | ------------------------------------------------------------ |
| 2018-02-14 12:20:36 | 2019-02-28 13:38:41 | 379.054225 | (data['datetime_col']-data['datetime_col'])/np.timedelta64(1,'D') |

np.timedelta64具體內容可以參看文檔：https://numpy.org/doc/stable/reference/arrays.datetime.html文檔中給出的案例非常詳細。