Python 时间函数(time)

在编程中，时间是一个非常重要的概念。Python提供了许多时间函数来帮助我们处理时间相关的操作。本文将详细介绍Python中的时间函数(time)。

1. 时间的表示方式

在开始介绍时间函数之前，先来了解一下时间的表示方式。在Python中，时间可以用以下几种方式表示：

时间戳（Timestamp）：使用一个浮点数来表示从1970年1月1日到当前时间的秒数，也称为Unix时间戳。
结构化时间（Struct time）：使用一个元组来表示时间的年、月、日、时、分、秒等信息。
字符串（String）：使用字符串来表示时间，格式可以是人类可读的日期时间形式，如”2022-01-01 12:00:00″。

2. time模块

在Python中，时间函数(time)主要通过time模块提供。我们可以使用import time语句来导入time模块。

import time

3. 获取当前时间

使用time.time()函数可以获取当前的时间戳，返回一个浮点数。下面是一个示例代码：

import time

current_timestamp = time.time()
print("当前时间戳：", current_timestamp)

代码运行结果：

当前时间戳： 1641519462.343869

4. 时间戳转换为结构化时间

我们可以使用time.gmtime(timestamp)将时间戳转换为结构化时间。gmtime()函数将时间戳作为参数输入，返回表示结构化时间的元组。下面是一个示例代码：

import time

timestamp = 1641519462.343869
structured_time = time.gmtime(timestamp)
print("结构化时间：", structured_time)

代码运行结果：

结构化时间： time.struct_time(tm_year=2022, tm_mon=1, tm_mday=6, tm_hour=7, tm_min=51, tm_sec=2, tm_wday=3, tm_yday=6, tm_isdst=0)

结构化时间的元组中包含了年、月、日、时、分、秒等信息。

5. 结构化时间转换为时间戳

我们可以使用time.mktime(structured_time)将结构化时间转换为时间戳。mktime()函数将表示结构化时间的元组作为参数输入，返回一个浮点数表示时间戳。下面是一个示例代码：

import time

structured_time = time.gmtime(1641519462.343869)
timestamp = time.mktime(structured_time)
print("时间戳：", timestamp)

代码运行结果：

时间戳： 1641519462.0

6. 结构化时间转换为字符串

我们可以使用time.strftime(format_string, structured_time)将结构化时间转换为字符串。strftime()函数接受一个格式字符串和表示结构化时间的元组作为参数，返回一个格式化后的字符串表示时间。下面是一个示例代码：

import time

structured_time = time.gmtime(1641519462.343869)
formatted_time = time.strftime("%Y-%m-%d %H:%M:%S", structured_time)
print("字符串时间：", formatted_time)

代码运行结果：

字符串时间： 2022-01-06 07:51:02

7. 字符串转换为结构化时间

我们可以使用time.strptime(string, format_string)将字符串转换为结构化时间。strptime()函数接受一个字符串和格式字符串作为参数，返回表示结构化时间的元组。下面是一个示例代码：

import time

string_time = "2022-01-06 07:51:02"
structured_time = time.strptime(string_time, "%Y-%m-%d %H:%M:%S")
print("结构化时间：", structured_time)

代码运行结果：

结构化时间： time.struct_time(tm_year=2022, tm_mon=1, tm_mday=6, tm_hour=7, tm_min=51, tm_sec=2, tm_wday=3, tm_yday=6, tm_isdst=-1)

8. 延时操作

我们可以使用time.sleep(seconds)函数来实现程序的延时操作。sleep()函数接受一个参数表示延时的秒数。下面是一个示例代码：

import time

print("程序开始")
time.sleep(3)
print("程序结束")

代码运行结果：

程序开始
（等待3秒）
程序结束

在上面的示例代码中，程序会休眠3秒后才会继续执行。

9. 性能计时

使用时间函数可以方便地对程序的性能进行计时。下面是一个示例代码：

import time

start_time = time.time()

# 执行一些耗时的操作
for i in range(1000000):
    pass

end_time = time.time()

execution_time = end_time - start_time
print("程序执行时间：", execution_time, "秒")

代码运行结果：

程序执行时间： 0.07257437705993652 秒

在上面的示例代码中，我们使用了time.time()函数来获取程序的起始时间和结束时间，然后计算二者之差，得到程序的执行时间。

10. 获取CPU时间

除了获取墙钟时间（wall clock time），我们还可以使用time.process_time()函数来获取CPU时间。CPU时间是指程序在CPU上运行的时间。下面是一个示例代码：

import time

start_time = time.process_time()

# 执行一些耗时的操作
for i in range(1000000):
    pass

end_time = time.process_time()

execution_time = end_time - start_time
print("CPU运行时间：", execution_time, "秒")

代码运行结果：