编程入门16：Python时间操作
Python标准库包含有一个time模块用于基本的时间处理，其中的time()函数会读取系统时钟并返回float类型的Unix纪元“时间戳”（Timestamp），即当前时间距离国际标准时间1970年1月1日0点的秒数。另一个sleep()函数则会让程序“休眠”指定的秒数再继续执行：
In [1]: import time
In [2]: time.time() # 北京时间2018年8月15日21时48分
Out[2]: 1534340898.5661483
In [3]: for i in range(1, 11):
...: time.sleep(1)
...: print("{}秒".format(i), end=" ")
...:
1秒 2秒 3秒 4秒 5秒 6秒 7秒 8秒 9秒 10秒
如果你想要确定一段程序的运行时间，可以在代码块的首尾分别获取时间并相减——比较相对时间推荐使用以下两个函数更为精确高效：perf_counter()返回当前系统开机运行的秒数，process_time()则返回当前进程实际运行的秒数（休眠时间不算在内）。
In [4]: t = time.time()
...: time.sleep(5)
...: print(time.time()-t)
5.002017259597778
In [5]: t = time.perf_counter()
...: time.sleep(5)
...: print(time.perf_counter()-t)
5.000831686000026
In [6]: t = time.process_time()
...: time.sleep(5)
...: print(time.process_time()-t)
0.0
如果你想基于公历来进行日期时间的显示和运算，就要引入datetime模块，该模块主要包含datetime类型，其中的类方法fromtimestamp()或utcfromtimestamp()可以将时间戳转换为表示对应地方时或国际标准时的datetime对象：
In [7]: import datetime as dt
In [8]: t = time.time()
In [9]: dt.datetime.fromtimestamp(t) # 地方时（北京时间）
Out[9]: datetime.datetime(2018, 8, 15, 21, 49, 57, 47818)
In [10]: dt.datetime.utcfromtimestamp(t) # 国际标准时（格林威治时间）
Out[10]: datetime.datetime(2018, 8, 15, 13, 49, 57, 47818)
datetime对象包含int类型的year、month、day、hour、minute、second和microsecond属性，对应年、月、日、时、分、秒和微秒。你可以调用datetime类构造器返回datetime对象，也可以调用类方法now()或utcnow()返回表示当前地方时或国际标准时的datetime对象。
datetime模块还提供了timedelta类型来表示时间差，timedelta类的构造器接受关键字参数weeks、days、hours、minutes、seconds、milliseconds和microseconds指定时间差是多少周、日、时、分、秒、毫秒和微秒——没有年和月因其长度不固定。timedelta对象可以与datetime对象做加减，也可以彼此相加减，还可以乘以或除以int或float数值。
In [11]: d = dt.datetime.now()
In [12]: str(d) # datetime转字符串，返回标准日期格式
Out[12]: '2018-08-15 21:50:51.605667'
In [13]: d1000 = d + dt.timedelta(days=1000) # 1000天之后的日期
In [14]: print(d1000)
2021-05-11 21:50:51.605667
datetime模块还包含timezone类型来表示时区，datetime对象加上timezone类型的tzinfo属性才能无歧义地定位时间点。timezone类构造器的参数是表示与零时区时差的timedelta对象，你也可以引用time.timezone变量从系统时钟得到国际标准时减地方时的秒数，该值取反就是当前时区的时差。
In [15]: d0 = dt.datetime(1970, 1, 1, 0, tzinfo=dt.timezone.utc) # Unix纪元零时的datetime
In [16]: d0
Out[16]: datetime.datetime(1970, 1, 1, 0, 0, tzinfo=datetime.timezone.utc)
In [17]: print(d0) # Unix纪元零时的标准时间格式
1970-01-01 00:00:00+00:00
In [18]: d0.timestamp() # Unix纪元零时的时间戳
Out[18]: 0.0
In [19]: d = dt.datetime.now() # 当前本地时的datetime，不包含时区信息
In [20]: d
Out[20]: datetime.datetime(2018, 8, 15, 21, 53, 7, 74861)
In [21]: d = d.replace(tzinfo=dt.timezone(dt.timedelta(seconds=-time.timezone))) # 加上时区信息，从系统时钟获取
In [22]: print(d) # 包含时区的标准时间格式
2018-08-15 21:53:07.074861+08:00
In [23]: d.astimezone(dt.timezone(dt.timedelta(hours=9))) # 转换为东九区时
Out[23]: datetime.datetime(2018, 8, 15, 22, 53, 7, 74861, tzinfo=datetime.timezone(datetime.timedelta(seconds=32400)))
你还可以用datetime实例的strftime()方法返回指定格式的日期字符串，或用strptime()类方法将日期字符串转为datetime对象——日期格式字符串中使用百分号打头的占位符来包含日期信息，这是继承自C语言的标准格式，详情可以参看官方文档 https://docs.python.org/3/library/datetime.html#strftime-and-strptime-behavior
In [24]: d.strftime("%Y年%m月%d日%H时%M分%S秒".encode("unicode-escape").decode()).encode().decode("unicode-escape")
Out[24]: '2018年08月15日21时53分07秒'
In [25]: dt.datetime.strptime("1970年1月1日0时", "%Y年%m月%d日%H时")
Out[25]: datetime.datetime(1970, 1, 1, 0, 0)
下面再来看一个定时监测网站状态的程序：
"""xmonitor.py 网站定时监测
定时访问CIV论坛，新增帖子数大于5或发生网络异常则发邮件示警
"""
from urllib.request import urlopen, Request
import re
import time
import smtplib
from email.mime.text import MIMEText
from email.header import Header
from email.utils import formataddr
mail_sender = "******@sohu.com"
mail_receiver = "******@163.com"
smtp_host = "smtp.sohu.com" # 发送邮件配置，请参看邮箱帮助文档开通SMTP服务
smtp_user = "******@sohu.com"
smtp_pass = "******"
site = "CIV论坛"
url = "http://www.civclub.net/bbs" # 这是个策略游戏论坛，欢迎大家访问！
headers = {"User-Agent": "Mozilla/5.0 (Windows NT 10.0; Win64; x64; rv:61.0) \
Gecko/20100101 Firefox/61.0"}
def mail(title, content):
"""发送邮件
"""
msg = MIMEText(content, "plain", "utf-8")
msg["From"] = formataddr(["监测员", mail_sender])
msg["To"] = formataddr(["管理员", mail_receiver])
msg["Subject"] = Header(f"{site}：{title}", "utf-8")
try:
smtp = smtplib.SMTP(smtp_host)
smtp.ehlo()
smtp.starttls()
smtp.login(smtp_user, smtp_pass)
smtp.sendmail(mail_sender, mail_receiver, msg.as_string())
print("邮件发送成功")
except Exception as e:
print(f"邮件发送失败：{repr(e)}")
def main():
"""每小时获取新增帖数，大于5或发生网络异常则发邮件示警
"""
posts = 0 # 发帖数
while True:
print(f"检查网站：{url}")
try:
req = Request(url=url, headers=headers)
html = urlopen(req).read().decode("gbk")
match = re.search(r'今日: <em>(\d+?)</em>', html)
newposts = int(match.group(1))
increase = newposts - posts
if increase > 5:
mail("发帖量大", f"近一小时新增{increase}个帖子")
posts = newposts
except Exception as e:
mail("异常错误", repr(e))
print("进入休眠……")
for _ in range(3600): # 休眠一小时
time.sleep(1)
if __name__ == "__main__":
main()
16_mail.png
上面的代码用3600次sleep(1)而非sleep(3600)来实现休眠一小时，以便能随时按Ctrl+C中断程序（如果是用Spyder则在IPython面板中右击选择Quit结束运行）。
——编程原来是这样……
编程小提示：字符串格式化
Python有多种字符串格式化语法，第一种是在字符串内加百分号占位符，这是继承自C语言的标准格式，详情可参看 https://docs.python.org/3/library/stdtypes.html#printf-style-string-formatting
第二种是str.format()方法，在字符串内加花括号占位符，这是目前普遍使用的语法，详情可参看 https://docs.python.org/3/library/stdtypes.html#str.format
第三种就是Python 3.6新增的“格式字符串”（f-strings），在带f前缀的字符串内加花括号，其中可以放任意表达式，这种语法最为简洁自然，如果你的程序不需要兼容旧版本，那么推荐用格式字符串，详情可参看 https://docs.python.org/3/reference/lexical_analysis.html#f-strings
In [26]: name, year = "Python", 1990
In [27]: "%s语言诞生于%s年。" % (name, year)
Out[27]: 'Python语言诞生于1990年。'
In [28]: "{}语言诞生于{}年。".format(name, year)
Out[28]: 'Python语言诞生于1990年。'
In [29]: f"{name}语言诞生于{year}年。"
Out[29]: 'Python语言诞生于1990年。'
