
Python 的 time 模块是处理时间相关任务的核心内置库,它提供了从获取时间戳、格式化时间到程序延时和性能测量等一系列功能。以下是该模块主要功能与使用方法的详细解析。
一、 模块导入与基础时间获取
使用 time 模块的第一步是导入它。
import time
导入后,最基础的功能是获取当前时间,通常以时间戳(自1970年1月1日UTC以来的秒数,浮点数形式)表示。
current_timestamp = time.time()
print(f"当前时间戳: {current_timestamp}")
时间戳可读性差,time.ctime() 能将其转换为本地时间的字符串。
readable_time = time.ctime()
print(f"可读时间: {readable_time}")
二、 时间格式的转换与解析
time 模块在时间戳、结构化时间对象和字符串之间提供了灵活的转换工具。
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获取结构化时间
time.localtime([secs]): 将时间戳转换为本地时间的struct_time对象。若不提供参数,则使用当前时间。time.gmtime([secs]): 将时间戳转换为UTC时间的struct_time对象。
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时间格式化与解析
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格式化 (
time.strftime()) :将struct_time对象按指定格式转换为字符串。这是生成可读日期时间字符串的常用方法。local_time = time.localtime()
formatted_time = time.strftime("%Y-%m-%d %H:%M:%S", local_time)
print(f"格式化时间: {formatted_time}") # 输出如:2025-12-11 10:30:00 -
解析 (
time.strptime()) :将格式匹配的字符串解析为struct_time对象。time_str = "2025-12-11 10:30:00"
parsed_time = time.strptime(time_str, "%Y-%m-%d %H:%M:%S")
print(parsed_time)
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时间对象与时间戳互转
time.mktime(t): 将本地时间的struct_time对象转换回时间戳。time.asctime([t]): 将struct_time对象转换为一个可读的字符串,格式类似于ctime()。
三、 程序控制与性能测量
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延时执行
time.sleep(seconds)函数使当前线程暂停执行指定的秒数(可为浮点数),常用于控制节奏或模拟等待。这在网络爬虫中用于避免请求过快,或在自动化测试中模拟用户操作间隔。print("开始") time.sleep(2.5) # 暂停2.5秒 print("结束") -
测量时间间隔与性能
- 简单测量 :使用
time.time()记录起止时间戳并计算差值,适用于测量代码段执行时间。 - 高精度测量 :
time.perf_counter(): 返回一个具有最高可用精度的性能计数器的值,用于测量极短时间间隔。time.process_time(): 返回当前进程的系统和用户CPU时间总和,用于测量代码实际消耗的CPU时间。
- 单调时钟 :
time.monotonic()返回一个单调递增的时钟值,不受系统时间调整影响,适用于测量时间间隔。 - 纳秒级精度 :
time.time_ns()返回纳秒级精度的时间戳。
- 简单测量 :使用
四、 实际应用场景
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创建定时任务 :结合循环与
time.sleep(),可以实现简单的定时执行功能,例如定期备份文件或检查状态。def scheduled_task(): print(f"任务执行于 {time.strftime('%H:%M:%S')}") while True: scheduled_task() time.sleep(5) # 每5秒执行一次 -
实现倒计时 :利用
time.sleep()和循环可以创建命令行倒计时。 -
计算函数执行时间 :使用装饰器模式可以优雅地为函数添加计时功能,便于性能分析和调试。
import time def timer_decorator(func): def wrapper(*args, **kwargs): start = time.perf_counter() result = func(*args, **kwargs) end = time.perf_counter() print(f"{func.__name__} 执行耗时: {end - start:.6f} 秒") return result return wrapper @timer_decorator def my_function(): time.sleep(1) my_function() -
多线程中的时间控制 :在多线程编程中,
time.sleep()常用于控制不同线程的执行节奏或间隔。
五、 注意事项与与其他模块的协作
- 时区处理 :
localtime()和gmtime()分别提供本地和UTC时间,在处理跨时区应用时需注意区分。 - 格式匹配 :使用
strptime()解析字符串时,格式字符串必须与时间字符串严格匹配,否则会引发错误。 - 模块协作 :对于更复杂的日期时间操作(如日期加减、比较),
datetime模块功能更强大。对于需要事件调度的场景,可以参考sched模块。calendar模块则专注于日历相关的操作。
总结
Python 的 time 模块是一个功能全面且直接的工具集,涵盖了从基础时间获取、格式化、程序延时到高精度性能测量的核心需求。掌握其常用函数如 time()、sleep()、strftime()/strptime()、localtime()/gmtime() 以及 perf_counter(),能够高效地解决开发中大多数与时间相关的编程任务。对于更复杂的日期时间处理,可结合 datetime 等模块共同使用。