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傻傻分不清楚系列 | python中各种时间处理方法(下)
2020-05-25
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上一篇文章中,我们理清楚了python的time库以及datetime库中各种时间对象的处理方法,以及相互之间的转化方法。

我们发现,time库以及datetime库中,确实存在名字相同,但是调用方法与所属类完全不一样的情况,这也是造成使用过程中各种混淆的原因。

今天我们把Pandas库中处理时间的各种函数与方法也加进来讨论,当然,由于Pandas中处理时间的方法和类太多太强大,我们仅仅是对其中探讨Pandas其中部分,特别是其中与time库、datetime库有关联且又容易混淆的相关知识。

(一) 此Timestamp非彼Timestamp

相信在读过前面一篇文章的同学,对time库中的unix时间戳还有印象,但是Pandas中的Timestamp对象和unix时间戳格式完全不同。

Pandas中的Timestamp对象可以说是Pandas中时间序列对象的“细胞”,如果我们有datetime64[ns]型Series对象如下:

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你会发现当你提取Series第一个元素出来,返回来的就是一个Timestamp对象。当然,我们也可以自己创建一个Timestamp对象:

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从上面的代码你会发现,你可以将unix时间戳、字符串型日期、datetime库中datetime.datetime通过pd.Timestamp()方法直接转化为Timestamp对象。

反过来呢?如果想将把Timestamp对象转化为unix时间戳,可以使用pd.Timestamp.timestamp()方法:

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(二) 生成时间序列

Pandas作为处理多维数组的“神器”,本篇文章讲的当然是处理时间序列的方法。其中,Pandas中生成时间序列的方法不少,最常用的方法是pd.date_range(),我们看一下其使用方法:

l pd.date_range(start, end, freq) 生成一个时间段

n start:开始时间,参数可以是datetime库中的datetime对象,也可以是字符串。

n end:结束时间,参数可以是datetime库中的datetime对象,也可以是字符串。

n freq:时间频率,'Y'表示年,'M’表示月,'D’表示天,'H’表示小时,'Min’表示分钟

注意,这里开始时间和结束时间的参数指向的对象,是可以是datetime.datetime对象:

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当然,这里的开始时间除了可以使用datetime.datetime实例以外(这里注意,是使用的datetime库中的类,而不是Pandas库),也可以用字符串来表示。

以start_time为2019年7月17日为例,start_time也可以是字符串'20190717'、'2019-07-17'、'2019/07/17'...

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从上面可以看到,pd.date_range()方法生成的是长度为200、数据类型为datetime的DatetimeIndex对象,时间频率是天。

也就是说,2019年7月17日到2020年2月1日,算上始末的日期,一共200天。这是因为默认的频率是每天,freq='D'。 也可以通过改变时间频率,详情参考上面的使用方法添加修改freq参数即可。

如果我们想要2019年7月17日为起始,按照每天的时间频率,生成长度为200的DataIndex对象,可以这样写:

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相应地,如果想要以2020年2月1日为结束日,按照每天的时间频率,生成长度为200的DataIndex对象,可以这样写:

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(三) .to_datetime()方法

当然,上面的方法生成的是DatetimeIindex对象,可以通过pd.Series()方法转化为Series对象:

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但是对于不规范的日期字符串Series,需要使用pd.to_datetime()方法来对其进行转换,比如:

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(四) DateOffset类

datetime库中有timedelta类作为日期的增减,Pandas中也有专门的DateOffset类作为时间间隔对象,可以直接作用在上面的datetime型Series对象中。

其使用方法和datetime.timedelta类相似,但是要注意的是里面的参数名最后都加了's'。

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datetime型Series对象可以直接使用DataOfffset对象进行日期加减:

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也可以作用在DatetimeIndex对象中:

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(五) 时间序列日期格式化

要对datetime型的Series对象进行日期格式转换,可以通过Series实例的方法.dt.strftime(),其格式化字符串依然可以参照datetime库中的格式化字符串对照表:

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要对datetime型的Series对象进行日期格式转换,可以通过Series实例的方法.dt.strftime(),其格式化字符串依然可以参照文章开头的datetime库中的格式化字符串对照表:

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但是如果留心的话可以发现,转化之后的数据类型,已经从datetime型变成object类,也就是字符串。

如果把字符串时间date_03重新转化为datetime型Series,用上面提到的pd.to_datetime()方法即可:

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(六) 结后语

time库和datetime库以及Pandas中各种对象处理时间的方法,虽然错综复杂又相互关联,但是其实在使用方面有所侧重和不同。

time库以及datetime库的对象,一般用在程序设计的中涉及到时间的问题,比如爬虫的时候在获得的不规则时间时碰到的格式转换问题,会使用很多。

Pandas中各种与时间相关的类非常多,方法非常丰富,涉及到时间处理的各个方面,主要用作序列数据的处理方面,这和time库与datetime库对单独某些日期数据处理不同。

就数据分析工作而言,对时间序列数据处理的时候Pandas用得非常多,以至于很多人几乎都忘记time库与datetime库的存在。总体而言,对于数据分析初学者而言,可以把Pandas作为重点学习方面,但是time库和datetime库作为Python标准库,其时间类的基本使用方法的学习是必不可少的。

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