Нахождение длительности временных интервалов в Python

Python-программисту, при работе со значениями, представляющими дату и время, часто нужно вычислять длительность временных интервалов. Из этого материала вы узнаете о том, как находить разницу между двумя временными метками, выраженную в часах, минутах и секундах.



А именно, здесь мы коснёмся следующих вопросов:

• Как пользоваться Python-модулем datetime для работы с датой и временем.
• Что собой представляют объекты timedelta и что они могут дать программисту.
• Как вычислять продолжительность временных интервалов, выражая результат в разных единицах измерения.

Python-модуль datetime

Для работы с датой и временем в Python используется модуль datetime. Он является частью стандартной библиотеки Python. Для того чтобы применить этот модуль в своём проекте — достаточно его импортировать:

import datetime

Для вычисления продолжительности временного интервала нужно создать две различных отметки времени. Тут есть несколько вариантов:

• Два объекта date — стандартное представление даты.
• Два объекта time — стандартное представление времени.
• Два объекта datetime, комбинирующие сведения, которые обычно хранятся в объектах date и time.

Создание объектов date

Импортируем класс date из модуля datetime. Для того чтобы создать в Python объект date — можно воспользоваться обычной синтаксической конструкцией вида datetime.date(<year>,<month>,<day>). Вот пример создания объекта date с именем date1:

from datetime import date
date1 = datetime.date(2022,3,27)
print(date1)

# Вывод: 2022-03-27

Этот код можно попробовать запустить в онлайн-интерпретаторе Python на Geekflare. Ещё можно установить Python у себя.

Из предыдущего примера видно, что дата выводится в формате YYYY-MM-DD.

Обратите внимание на то, что при создании объекта date месяц надо задавать с использованием целого числа, в начале которого нет дополнительных нулей. Обычно в числовой записи месяцев соответствующие числа дополняют нулями. Здесь же, например, чтобы указать Июнь, то есть — 6 месяц — нужно воспользоваться числом 6, а не 06.

Попробуйте запустить следующий фрагмент кода. Тут месяц намеренно записан неправильно — 03 вместо 3. Из-за этого возникает ошибка SyntaxError:

date1 = datetime.date(2022,03,27)

print(date1)

# Сообщение об ошибке
File "<ipython-input-12-6eb72084e6ce>", line 1
    date1 = datetime.date(2022,03,27)
                                ^
SyntaxError: invalid token

Поговорим теперь о том, как создавать объекты time.

Создание объектов time

Для создания объектов time импортируем класс time. При создании таких объектов указывают следующие атрибуты класса: hour, minute, second и microsecond. Они, соответственно, позволяют указывать часы, минуты, секунды и микросекунды.

Правда, все эти атрибуты являются необязательными. Если какой-то из них опустить, предположим — second, то он, по умолчанию, будет установлен в 0.

В следующем примере показано создание объекта time с именем time1. Так же, как и при работе с объектами date, объекты time можно выводить в консоль:

from datetime import time
time1 = datetime.time(13,27,45,4600)
print(time1)

# Вывод: 13:27:45.004600

Создание объектов datetime

Как видите, объекты типа date не содержат сведений о времени. А в объектах time нет информации о дате.

Но на практике обычно нужны данные и о дате, и о времени. Поэтому вместо двух вышеописанных классов рекомендуется прибегнуть к классу datetime.

Обратиться к этому классу и создать соответствующий объект (dt1) можно так:

dt1 = datetime.datetime(2022,3,27,13,27,45,46000)
print(dt1)

# Вывод: 2022-03-27 13:27:45.046000

Создадим ещё один объект datetime и дадим ему имя dt2, опустив при его создании атрибут second. Это приведёт к тому, что он будет установлен в значение по умолчанию — 0.

dt2 = datetime.datetime(2022,6,30,14,28)
print(dt2)

# Вывод: 2022-06-30 14:28:00

Итак, теперь вы знаете о том, как создавать Python-объекты date, time и datetime, представляющие отметки времени. Пришло время поговорить о том, как находить длительность временных интервалов.

Применение объектов timedelta

В Python объекты timedelta представляют собой сведения о промежутках времени. Это — разница двух объектов date, time или datetime.

Если сложить или вычесть два объекта date, time или datetime, получится объект timedelta. У этого объекта имеются полезные атрибуты и методы, которые могут помочь в деле нахождения длительности временных интервалов.

Посчитаем длительность интервала, задаваемого двумя объектами типа datetime — dt1 и dt2:

dt1 = datetime.datetime(2022,3,27,13,27,45,46000) 
dt2 = datetime.datetime(2022,6,30,14,28) 
tdelta = dt2 - dt1 
print(tdelta) 
print(type(tdelta)) 

# Вывод 
95 days, 1:00:14.954000 
<class 'datetime.timedelta'>

Видно, что переменная tdelta хранит разницу между dt1 и dt2. Тут, кроме того, пользуясь встроенной Python-функцией type(), мы проверили тип tdelta. Это — timedelta.

Проведём ещё один эксперимент.

Нахождение временного промежутка между двумя датами

Рассмотрим простой, но интересный пример.

Задача заключается в том, чтобы получить временную разницу между текущей датой (сегодняшним днём) и днём вашего рождения.

Для того чтобы её решить — надо сформировать первую отметку времени, указывающую на сегодняшний день, и вторую, указывающую на дату дня рождения.

Создадим пару объектов datetime:

• Первый будет хранить сегодняшнюю дату, мы назовём его today.
• Второй будет хранить дату дня рождения. Назовём его bday.

У класса datetime есть метод now(), который позволяет создавать объекты, содержащие сведения о текущем местном времени и дате. Воспользуемся этим методом для того чтобы получить сегодняшнюю дату, играющую роль точки отсчёта:

today = datetime.datetime.now()
print(today)

# Пример вывода: 2022-01-22 09:10:18.489538

Пробуя следующий код, замените значение, попадающее в bday, на дату своего дня рождения текущего года. Это позволит узнать о том, сколько времени вам ещё его ждать в этом году.

Если же ваш день рождения в этом году уже прошёл, можете записать в bday дату из следующего года.

bday = datetime.datetime(2022,8,30,11,59)
print(bday)

# Пример вывода: 2022-08-30 11:59:00

Следующий шаг нашей работы — нахождение разницы между двумя отметками времени. Её мы будем хранить в переменной time_diff. Подобные переменные, как мы уже говорили, имеют тип timedelta. Нам достаточно вычесть today из bday.

time_diff = bday - today
print(f"Your birthday is in {time_diff}")

# Вывод
Your birthday is in 220 days, 2:46:00.127416

Для того чтобы узнать о том, сколько полных дней осталось до дня рождения, можно воспользоваться атрибутом days объекта типа timedelta.

tdays = time_diff.days
print(f"Your birthday is in {tdays} days.")

# Вывод
Your birthday is in 220 days.

Выражение длительности временных промежутков в секундах

Теперь узнаем о том, сколько ждать дня рождения, выразив результат в секундах.

Для этого можно воспользоваться методом total_seconds() объекта типа timedelta. В следующем примере это — всё тот же объект time_diff.

tsecs = time_diff.total_seconds()
print(f"Your birthday is {tsecs} seconds away.")

# Вывод
Your birthday is 19017960.127416 seconds away.

Да, дня рождения придётся подождать!

Теперь вы знаете о том, как вычислять промежутки времени и выражать их в секундах.

Давайте вспомним то, что мы знаем о времени, и поговорим об измерении времени в днях, часах, минутах и секундах. В сутках 24 часа, в часе 60 минут, а 60 секунд — это минута.

Часы, минуты и секунды

Для перехода от секунд к минутам, дням или часам, можно воспользоваться следующей таблицей, деля значение в секундах на соответствующий коэффициент преобразования.

Из	В	Делим на
Секунд	Минуты	60
Секунд	Часы	60*60
Секунд	Дни	60*60*24

Воспользуемся этими знаниями.

Выражение длительности временных промежутков в минутах

Для того чтобы, имея данные о длительности промежутка времени, выраженные в секундах, узнать его длительность в минутах, нужно разделить общее число секунд на 60.

Разделим то, что хранится в переменной tsecs, на 60, и сохраним то, что получится, в переменной tmins:

tmins = tsecs/60
print(f"Your birthday is {tmins} minutes away.")

# Вывод
Your birthday is 316966.0021236 minutes away.

Выражение длительности временных промежутков в часах

Теперь посчитаем длительность временного промежутка, выраженную в часах. Учитывая то, что у нас уже есть значение, выраженное в минутах, для достижения этой цели его можно просто поделить на 60. Или можно поделить значение, выраженное в секундах, на 3600 (60*60).

thrs = tsecs/(60*60)
print(f"Your birthday is {thrs} hours away.")

# Вывод
Your birthday is 5282.76670206 hours away.

Теперь вы знаете о том, как представлять разные промежутки времени в нужном вам виде.

Итоги

Освоив это руководство, вы узнали следующее:

• Как создавать объекты, содержащие сведения о дате и времени, пользуясь модулем datetime, и как работать с такими объектами.
• Как пользоваться объектами типа timedelta для нахождения длительности временных промежутков или разницы между двумя объектами, содержащими сведения о дате или времени.
• Как выражать длительность временных промежутков в секундах, минутах и часах.

Надеюсь, вам пригодится то, о чём вы узнали. Теперь эти знания вполне можно применить на практике.

Какие задачи вы решаете с помощью Python?