python时间日期函数与利用pandas进行时间序列处理详解

Python  /  管理员 发布于 7年前   247

python标准库包含于日期（date）和时间（time）数据的数据类型，datetime、time以及calendar模块会被经常用到。

datetime以毫秒形式存储日期和时间，datetime.timedelta表示两个datetime对象之间的时间差。

下面我们先简单的了解下python日期和时间数据类型及工具

给datetime对象加上或减去一个或多个timedelta，会产生一个新的对象

from datetime import datetimefrom datetime import timedeltanow = datetime.now()nowdatetime.datetime(2017, 6, 27, 15, 56, 56, 167000)datetime参数：datetime(year, month, day[, hour[, minute[, second[, microsecond[,tzinfo]]]]])delta = now - datetime(2017,6,27,10,10,10,10)deltadatetime.timedelta(0, 20806, 166990)delta.days 0delta.seconds 20806delta.microseconds 166990

datetime模块中的数据类型

类型	说明
date	以公历形式存储日历日期（年、月、日）
time	将时间存储为时、分、秒、毫秒
datetime	存储日期和时间
timedelta	表示两个datetime值之间的差（日、秒、毫秒）

字符串和datetime的相互转换

1）python标准库函数

日期转换成字符串：利用str 或strftime

字符串转换成日期：datetime.strptime

stamp = datetime(2017,6,27)str(stamp) '2017-06-27 00:00:00'stamp.strftime('%y-%m-%d')#%Y是4位年，%y是2位年 '17-06-27'#对多个时间进行解析成字符串date = ['2017-6-26','2017-6-27']datetime2 = [datetime.strptime(x,'%Y-%m-%d') for x in date]datetime2 [datetime.datetime(2017, 6, 26, 0, 0), datetime.datetime(2017, 6, 27, 0, 0)]

2）第三方库dateutil.parser的时间解析函数

from dateutil.parser import parseparse('2017-6-27') datetime.datetime(2017, 6, 27, 0, 0)parse('27/6/2017',dayfirst =True) datetime.datetime(2017, 6, 27, 0, 0)

3）pandas处理成组日期

pandas通常用于处理成组日期，不管这些日期是DataFrame的轴索引还是列，to_datetime方法可以解析多种不同的日期表示形式。

date ['2017-6-26', '2017-6-27']import pandas as pdpd.to_datetime(date) DatetimeIndex(['2017-06-26', '2017-06-27'], dtype='datetime64[ns]', freq=None)

datetime 格式定义

代码	说明
%Y	4位数的年
%y	2位数的年
%m	2位数的月[01,12]
%d	2位数的日[01，31]
%H	时（24小时制）[00,23]
%l	时（12小时制）[01,12]
%M	2位数的分[00,59]
%S	秒[00,61]有闰秒的存在
%w	用整数表示的星期几[0（星期天），6]
%F	%Y-%m-%d简写形式例如，2017-06-27
%D	%m/%d/%y简写形式

pandas时间序列基础以及时间、日期处理

pandas最基本的时间序列类型就是以时间戳（时间点）（通常以python字符串或datetime对象表示）为索引的Series：

dates = ['2017-06-20','2017-06-21',\   '2017-06-22','2017-06-23','2017-06-24','2017-06-25','2017-06-26','2017-06-27']import numpy as npts = pd.Series(np.random.randn(8),index = pd.to_datetime(dates))ts 2017-06-20 0.788811 2017-06-21 0.372555 2017-06-22 0.009967 2017-06-23 -1.024626 2017-06-24 0.981214 2017-06-25 0.314127 2017-06-26 -0.127258 2017-06-27 1.919773 dtype: float64ts.index DatetimeIndex(['2017-06-20', '2017-06-21', '2017-06-22', '2017-06-23',     '2017-06-24', '2017-06-25', '2017-06-26', '2017-06-27'],     dtype='datetime64[ns]', freq=None)

pandas不同索引的时间序列之间的算术运算会自动按日期对齐

ts[::2]#从前往后每隔两个取数据 2017-06-20 0.788811 2017-06-22 0.009967 2017-06-24 0.981214 2017-06-26 -0.127258 dtype: float64ts[::-2]#从后往前逆序每隔两个取数据 2017-06-27 1.919773 2017-06-25 0.314127 2017-06-23 -1.024626 2017-06-21 0.372555 dtype: float64ts + ts[::2]#自动数据对齐 2017-06-20 1.577621 2017-06-21   NaN 2017-06-22 0.019935 2017-06-23   NaN 2017-06-24 1.962429 2017-06-25   NaN 2017-06-26 -0.254516 2017-06-27   NaN dtype: float64

索引为日期的Series和DataFrame数据的索引、选取以及子集构造

方法：
1）.index[number_int]

2)[一个可以被解析为日期的字符串]

3）对于，较长的时间序列，只需传入‘年'或‘年月'可返回对应的数据切片

4）通过时间范围进行切片索引

ts 2017-06-20 0.788811 2017-06-21 0.372555 2017-06-22 0.009967 2017-06-23 -1.024626 2017-06-24 0.981214 2017-06-25 0.314127 2017-06-26 -0.127258 2017-06-27 1.919773 dtype: float64ts[ts.index[2]] 0.0099673896063391908ts['2017-06-21']#传入可以被解析成日期的字符串 0.37255538918121028ts['21/06/2017'] 0.37255538918121028ts['20170621'] 0.37255538918121028ts['2017-06']#传入年或年月 2017-06-20 0.788811 2017-06-21 0.372555 2017-06-22 0.009967 2017-06-23 -1.024626 2017-06-24 0.981214 2017-06-25 0.314127 2017-06-26 -0.127258 2017-06-27 1.919773 dtype: float64ts['2017-06-20':'2017-06-23']#时间范围进行切片 2017-06-20 0.788811 2017-06-21 0.372555 2017-06-22 0.009967 2017-06-23 -1.024626 dtype: float64

带有重复索引的时间序列

1）.index.is_unique检查索引日期是否是唯一的

2）对非唯一时间戳的数据进行聚合，通过groupby，并传入level = 0（索引的唯一一层）

dates = pd.DatetimeIndex(['2017/06/01','2017/06/02','2017/06/02','2017/06/02','2017/06/03'])dates DatetimeIndex(['2017-06-01', '2017-06-02', '2017-06-02', '2017-06-02',     '2017-06-03'],     dtype='datetime64[ns]', freq=None)dup_ts = pd.Series(np.arange(5),index = dates)dup_ts 2017-06-01 0 2017-06-02 1 2017-06-02 2 2017-06-02 3 2017-06-03 4 dtype: int32dup_ts.index.is_unique Falsedup_ts['2017-06-02'] 2017-06-02 1 2017-06-02 2 2017-06-02 3 dtype: int32grouped = dup_ts.groupby(level=0).mean()grouped 2017-06-01 0 2017-06-02 2 2017-06-03 4 dtype: int32dup_df = pd.DataFrame(np.arange(10).reshape((5,2)),index = dates )dup_df

	0	1
2017-06-01	0	1
2017-06-02	2	3
2017-06-02	4	5
2017-06-02	6	7
2017-06-03	8	9

grouped_df = dup_df.groupby(level=0).mean()##针对DataFramegrouped_df

	0	1
2017-06-01	0	1
2017-06-02	4	5
2017-06-03	8	9

本文总结了以下4个知识点

1）字符串、日期的转换方法

2）日期和时间的主要python，datetime、timedelta、pandas.to_datetime等

3）以时间为索引的Series和DataFrame的索引、切片

4）带有重复时间索引时的索引，.groupby(level=0)应用