午休专列&问题思考：由时:分:秒构成字符串转换为秒的问题思考
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2022-07-22 16:27
午休专列&问题思考：由时:分:秒构成字符串转换为秒的问题思考
本篇文章提供来源：【🌑（这是月亮的背面）】
公众号整理不易，个人能力有限，诚邀各位大哥大佬巨佬神仙们坐镇，并开设一个*午休专列*专栏，用来分享在各路收集到的，有着积极探讨过程的有趣知识点。在紧张学习之余换换思维，跳出思维陷阱，快乐学习。
系列文章说明：
系列名：本次分享的问题思考或者趣味知识
我们无时无刻不在使用时间，而又如何把握住时间，描述这一瞬间，使这一瞬间赋予意义。如太阳的东升西落，得知那一时刻为早晨与傍晚，如流星雨的划过，得知那一时刻天空是如此绚丽。
问题提出
在python中有很多定义时间以及对时间类型做转换的库，如何将字符串类型'20:15:31'转换成秒，通过对小时 * 3600 + 分钟 * 60 + 秒即可得出，显然结果为：72931秒。
思考历程
在python的日期时间操作模块里该如何实现？
time
time是python的标准库，其由C语言构建，根据平台系统不同，能够获取到的时间长度会有所不同，如windows系统，通过time.gmtime(0)[:6]返回的时间为(1970, 1, 1, 0, 0, 0)，最早能获取到1970年1月1号的日期，在这例中先使用time.strptime将时间字符串格式化成时间对象。
import time
time.strptime('20:15:31', '%H:%M:%S')[:6]
# (1900, 1, 1, 20, 15, 31)
返回的日期中年份为1900年，显然，早于能够提取到的最小日期年份（1970），试着用time.mktime将日期转换为时间戳，时间戳等同于标题里的秒（下同）。
import time
t = time.strptime('20:15:31', '%H:%M:%S')
time.mktime(t)
由于传入的参数只接受大于1970年后的数据，这里传入一个较小的值就会发生报错，time库是C语言实现的，就不去查看其实现原理。可以人为地将字符串调整为1970年之后的。
import time
t = time.strptime('1970 20:15:31', '%Y %H:%M:%S')
print(t[:6]) # (1970, 1, 1, 20, 15, 31)
time.mktime(t)
# 44131.0
在时间前面加上年份，转换格式也增加对年份的解析，发现最后的结果与开头算出来的时间不一样，这是因为time在处理时间戳时自动减去当地时区距0时区的时间偏移量。可通过time.timezone查看，既然在这里减去了，在处理该过程中再加回来就行。
print(time.timezone) # -28800
time.mktime(t) - time.timezone
# 72931.0
datetime
datetime也是python里的标准库，它在time库的基础上做了很多拓展，其中部分代码由python实现，如接下来需要调用的.timestamp方法就是由python实现，可以查看其具体实现过程。
与time类型，需要将字符串格式转换为时间对象。
from datetime import datetime
datetime.strptime('20:15:31', '%H:%M:%S')
# datetime.datetime(1900, 1, 1, 20, 15, 31)
与time库结果类似，返回到1900年的时间。能够正常返回到的最小年份，这个根据系统的缘故，两个库返回的值一样。
datetime.utcfromtimestamp(0)
# datetime.datetime(1970, 1, 1, 0, 0)
在datetime中可以对datetime.datetime对象使用 timestamp方法来获取时间戳。
不出意外报错了，可以稍微看下源码实现过程。
没有传入时区参数，self._tzinfo为空，通过观察源码，并不能像time一样添加一个最小年份来获取时间戳，当然年份或这个日期大于1970-01-01都能获取时间戳，只需要处理下相对于0时区的时间偏移量即可。
好在datetime.datetime对象是可以直接进行加减运算。只需要定义一个1900-01-01的时间对象，再与'20:15:31'进行计算，得到时间戳。
from datetime import datetime
delta = datetime.strptime('20:15:31', '%H:%M:%S') - datetime(1900, 1, 1)
# datetime.timedelta(seconds=72931)
# 调用偏移量属性
delta.seconds # 72931
python-dateutil
python-dateutil是第三方库，为datetime提供了强大的扩展功能，通过pip install python-dateutil安装，import dateutil导入模块。
from dateutil.parser import parse
parse('20:15:31')
# datetime.datetime(2022, 5, 23, 20, 15, 31)
会得到已拼接上当地日期的时间，为datetime.datetime对象，可以通过直接相减获取时间戳，这个需要减去的对象为当地时间。
from dateutil.parser import parse
parse('20:15:31') - parse('0:0:0')
# datetime.timedelta(seconds=72931)
直接计算
已知如何将时分秒转换为秒的计算方法，可以直接通过计算的方式获得。
默认传入的是字符串，需要将字符串通过分隔符，冒号（":"）将其分隔，再强转类型为int型，通过一一对应关系分别求出转换成秒的结果，最终将结果求和为最终的秒数。
sum(map(lambda x, y: x * y, map(int, '20:15:31'.split(':')), [3600, 60, 1]))
# 72931
通过调用两次map实现数据转换。
像这种一一对应的数据计算，可以使用numpy模块，减少map的使用。
import numpy as np
np.sum(np.array(['20', '15', '31'], dtype='int32') * [3600, 60, 1])
# 72931
总结
以上是对由时分秒组成字符串转换成秒数的一个简单的思考，在时间数据处理上并不做参考建议，稍加描述思考过程及其思考结果，仅希望在对一个简单问题的思考后，能够开拓自己的思维。
晚风吹拂，柳叶醉人心。
于二零二二年五月二十四日作