如何仅使用标准库将UTC日期时间转换为本地日期时间？

Question

我有一个使用datetime.utcnow()创建并持久化到数据库的python datetime实例。 为了显示，我希望将从数据库中检索到的datetime实例转换为本地datetime，并使用默认本地时区（就像使用datetime.now()创建datetime一样）。 如何仅使用Python标准库（例如无需pytz依赖项）将UTCdatetime转换为本地datetime？ 似乎可以使用datetime.astimezone(tz)来解决问题，但是如何获取默认的本地时区？

- Nitro Zark

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时间以哪种格式持久化到数据库中的？如果它是标准格式，那么您可能不需要进行任何转换。 - Apalala

这个答案展示了使用pytz的简单方法。 - juan

没有使用 pytz 的情况下找不到答案。感觉很傻。 - Kuo

Answer 1

在 Python 3.3+ 中：

from datetime import datetime, timezone

def utc_to_local(utc_dt):
    return utc_dt.replace(tzinfo=timezone.utc).astimezone(tz=None)

在Python 2/3中：

import calendar
from datetime import datetime, timedelta

def utc_to_local(utc_dt):
    # get integer timestamp to avoid precision lost
    timestamp = calendar.timegm(utc_dt.timetuple())
    local_dt = datetime.fromtimestamp(timestamp)
    assert utc_dt.resolution >= timedelta(microseconds=1)
    return local_dt.replace(microsecond=utc_dt.microsecond)

使用pytz（适用于Python 2/3）：

import pytz

local_tz = pytz.timezone('Europe/Moscow') # use your local timezone name here
# NOTE: pytz.reference.LocalTimezone() would produce wrong result here

## You could use `tzlocal` module to get local timezone on Unix and Win32
# from tzlocal import get_localzone # $ pip install tzlocal

# # get local timezone    
# local_tz = get_localzone()

def utc_to_local(utc_dt):
    local_dt = utc_dt.replace(tzinfo=pytz.utc).astimezone(local_tz)
    return local_tz.normalize(local_dt) # .normalize might be unnecessary

示例

def aslocaltimestr(utc_dt):
    return utc_to_local(utc_dt).strftime('%Y-%m-%d %H:%M:%S.%f %Z%z')

print(aslocaltimestr(datetime(2010,  6, 6, 17, 29, 7, 730000)))
print(aslocaltimestr(datetime(2010, 12, 6, 17, 29, 7, 730000)))
print(aslocaltimestr(datetime.utcnow()))

输出

Python 3.3

2010-06-06 21:29:07.730000 MSD+0400
2010-12-06 20:29:07.730000 MSK+0300
2012-11-08 14:19:50.093745 MSK+0400

Python 2

2010-06-06 21:29:07.730000 
2010-12-06 20:29:07.730000 
2012-11-08 14:19:50.093911 

pytz

2010-06-06 21:29:07.730000 MSD+0400
2010-12-06 20:29:07.730000 MSK+0300
2012-11-08 14:19:50.146917 MSK+0400

注意：它考虑了DST和MSK时区最近的UTC偏移更改。

我不知道非pytz解决方案在Windows上是否可行。

- jfs

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“normalize”是什么意思？ - avi

一般来说：pytz: 在转换时区时为什么需要使用normalize？。注意：由于.astimezone()的源时区是UTC，因此在目前的实现中不需要使用.normalize()。 - jfs

当我尝试使用pytz解决方案时，出现了“TypeError: replace() takes no keyword arguments”的错误。 - Craig

Python 3.3+的快速提示。要进行相反的转换（本地时间到UTC时间），可以使用以下方法：local_dt.replace(tzinfo=None).astimezone(tz=timezone.utc)。 - jasonrhaas

@Tes3awy 是的，答案中的 DST 代表“夏令时”。 - jfs

Answer 2

自 Python 3.9 起，您可以使用 zoneinfo 模块。 首先让我们使用 utcnow() 获取该时间：

>>> from datetime import datetime
>>> database_time = datetime.utcnow()
>>> database_time
datetime.datetime(2021, 9, 24, 4, 18, 27, 706532)

然后创建时区：

>>> from zoneinfo import ZoneInfo
>>> utc = ZoneInfo('UTC')
>>> localtz = ZoneInfo('localtime')

然后进行转换。为了在不同时区之间进行转换，必须知道日期时间所在的时区，然后使用astimezone()函数即可：

>>> utctime = database_time.replace(tzinfo=utc)
>>> localtime = utctime.astimezone(localtz)
>>> localtime
datetime.datetime(2021, 9, 24, 6, 18, 27, 706532, tzinfo=zoneinfo.ZoneInfo(key='localtime'))

对于Python 3.6到3.8，您需要使用backports.zoneinfo模块：

>>> try:
>>>     from zoneinfo import ZoneInfo
>>> except ImportError:
>>>     from backports.zoneinfo import ZoneInfo

其余部分相同。

对于早于该版本的版本，需要使用pytz或dateutil。 dateutil 的工作方式类似于 zoneinfo：

>>> from dateutil import tz
>>> utc = tz.gettz('UTC')
>>> localtz = tz.tzlocal()

The Conversion:
>>> utctime = now.replace(tzinfo=UTC)
>>> localtime = utctime.astimezone(localtz)
>>> localtime
datetime.datetime(2010, 12, 30, 15, 51, 22, 114668, tzinfo=tzlocal())

pytz 有一个不同的接口，这是由于 Python 的时区处理不处理模糊时间所导致的：

>>> import pytz
>>> utc = pytz.timezone('UTC')
# There is no local timezone support, you need to know your timezone
>>> localtz = pytz.timezone('Europe/Paris')

>>> utctime = utc.localize(database_time)
>>> localtime = localtz.normalize(utctime.astimezone(localtz))
>>> localtime

- Lennart Regebro

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pytz确实更好地处理了夏令时的转换。 - Lennart Regebro

更新：现在pytz和dateutil都支持Python 3。 - Lennart Regebro

@J.F.Sebastian：dateutil 无法区分在 DST 更改期间发生的两个 1:30 时间。如果您需要能够区分这两个时间，则解决方法是使用可以处理它的 pytz。 - Lennart Regebro

@J.F.Sebastian：也就是说，pytz 是一个解决办法，除非显而易见的那个可行：将所有日期时间保留在UTC中，并仅在显示时进行转换。但是即使使用pytz，你也应该始终这样做。 - Lennart Regebro

为什么不使用简单的datetime.now(timezone.utc)，避免混淆的utcnow加上额外的替换步骤？另外，ZoneInfo('localtime')是特定于平台的。 - FObersteiner

Answer 3

Python 3.9添加了zoneinfo模块，因此现在可以按照以下方式完成（仅限stdlib）：

from zoneinfo import ZoneInfo
from datetime import datetime

utc_unaware = datetime(2020, 10, 31, 12)  # loaded from database
utc_aware = utc_unaware.replace(tzinfo=ZoneInfo('UTC'))  # make aware
local_aware = utc_aware.astimezone(ZoneInfo('localtime'))  # convert

中欧时间比协调世界时快1到2个小时，因此local_aware是：

datetime.datetime(2020, 10, 31, 13, 0, tzinfo=backports.zoneinfo.ZoneInfo(key='localtime'))

作为{{str}}：

2020-10-31 13:00:00+01:00

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Windows 没有 系统时区数据库，因此需要安装额外的软件包：

pip install tzdata  

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有一个后移版本可用于在Python 3.6到3.8中使用：

sudo pip install backports.zoneinfo

然后：

from backports.zoneinfo import ZoneInfo

- xjcl

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你甚至不需要 zoneinfo - 参见 jfs' answer 的第一部分（Python3.3+ 部分）;-) - FObersteiner

@MrFuppes 我认为ZoneInfo('localtime')比tz=None更清晰（毕竟，人们可能期望tz=None会删除时区或返回UTC而不是本地时间）。 - xjcl

@MrFuppes 另外，这个问题可能涉及到 OP 拥有一个网站，并希望以用户本地时间显示时间戳。为此，您需要将其转换为用户明确的时区，而不是本地时间。 - xjcl

你对Win10的注释可能是正确的，因为Python 3.9没有使用它，但自Windows 10 1703（发布于2017年）以来，Win10已经包含了IANA ICU数据，但在1903中得到了改进。根据Raymond Chen的说法，他们现在建议应用程序使用它而不是Windows注册表TZ数据。https://devblogs.microsoft.com/oldnewthing/20210527-00/?p=105255 - yzorg

好的回答，希望有朝一日能够成为最佳答案。 - wim

安装了 tzdata 后，我在 Windows 上遇到了一个 错误。它抱怨 ZoneInfo('localtime')。错误信息是：zoneinfo._common.ZoneInfoNotFoundError: 找不到键为 localtime 的时区。 - Wavesailor

Answer 4

标准库无法完成此操作。使用 pytz 模块，您可以将任何naive/aware datetime对象转换为任何其他时区。以下是一些使用Python 3的示例。

通过类方法 utcnow() 创建的naive对象

要将naive对象转换为其他任何时区，首先必须将其转换为aware datetime对象。您可以使用replace方法将naive datetime对象转换为aware datetime对象。然后，要将aware datetime对象转换为任何其他时区，可以使用astimezone方法。

变量pytz.all_timezones为您提供了pytz模块中所有可用时区的列表。

import datetime,pytz

dtobj1=datetime.datetime.utcnow()   #utcnow class method
print(dtobj1)

dtobj3=dtobj1.replace(tzinfo=pytz.UTC) #replace method

dtobj_hongkong=dtobj3.astimezone(pytz.timezone("Asia/Hong_Kong")) #astimezone method
print(dtobj_hongkong)

通过类方法 now() 创建的原始对象

now 方法返回当前的日期和时间，因此您需要先将 datetime 对象设置为时区感知模式。使用 localize 函数将 原始 的 datetime 对象转换为时区感知模式。然后，您可以使用 astimezone 方法将其转换为另一个时区。

dtobj2=datetime.datetime.now()

mytimezone=pytz.timezone("Europe/Vienna") #my current timezone
dtobj4=mytimezone.localize(dtobj2)        #localize function

dtobj_hongkong=dtobj4.astimezone(pytz.timezone("Asia/Hong_Kong")) #astimezone method
print(dtobj_hongkong)

- N Randhawa

Answer 5

在Alexei的评论基础上进行拓展。这也适用于夏令时。

import time
import datetime

def utc_to_local(dt):
    if time.localtime().tm_isdst:
        return dt - datetime.timedelta(seconds = time.altzone)
    else:
        return dt - datetime.timedelta(seconds = time.timezone)

- John Kerns

Answer 6

我想我理解了：计算自纪元以来的秒数，然后使用time.localtime将其转换为本地时区，最后将时间结构体转换回datetime...

EPOCH_DATETIME = datetime.datetime(1970,1,1)
SECONDS_PER_DAY = 24*60*60

def utc_to_local_datetime( utc_datetime ):
    delta = utc_datetime - EPOCH_DATETIME
    utc_epoch = SECONDS_PER_DAY * delta.days + delta.seconds
    time_struct = time.localtime( utc_epoch )
    dt_args = time_struct[:6] + (delta.microseconds,)
    return datetime.datetime( *dt_args )

它正确地应用夏令时/冬令时:

>>> utc_to_local_datetime( datetime.datetime(2010, 6, 6, 17, 29, 7, 730000) )
datetime.datetime(2010, 6, 6, 19, 29, 7, 730000)
>>> utc_to_local_datetime( datetime.datetime(2010, 12, 6, 17, 29, 7, 730000) )
datetime.datetime(2010, 12, 6, 18, 29, 7, 730000)

- Nitro Zark

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唉，但至少在Unix上应该可以工作。对于Windows来说，如果您的夏令时规则自转换日期以来发生了变化，它可能是不正确的。为什么不想使用库呢？ - Lennart Regebro

如果你需要Python3，那么你就没那么幸运了。但是，相比于使用库，研究和制作自己的解决方案就有些过度了。 - Lennart Regebro

+1（为了抵消负分：寻求仅使用标准库的解决方案可能是有效的要求），但要注意@Lennart提到的警告。鉴于dateutil可能会失败在Unix和Windows上都有可能。顺便说一下，您可以从代码中提取utctotimestamp(utc_dt) -> (seconds, microseconds)以获得更清晰的代码，请参见Python 2.6-3.x implementation。 - jfs

pytz（和dateutil）自一段时间以来就可以在Python 3上运行，所以Python3/Windows/质量问题不再是一个问题。 - Lennart Regebro

我使用一款软件，它使用PythonAXScript作为扩展语言。虽然我有时会使用另一个库，但是当我们将Python脚本转移到其他机器上与该软件一起使用时，这对我们的团队来说非常麻烦。尽可能使用标准库方法更符合我的使用逻辑，即使有小细节需要注意。感谢您的帮助！同时点个赞+1 - Dave_750

Answer 7

标准的Python库中没有任何tzinfo实现。我一直认为这是datetime模块一个令人惊讶的缺点。 tzinfo类的文档提供了一些有用的示例。请查看该部分末尾的大型代码块。

- Mark Ransom

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我猜核心实现的喜好是因为时区数据库需要定期更新，因为一些国家没有固定规则来确定夏令时周期。如果我没记错的话，例如JVM需要更新以获取最新的时区数据库... - Nitro Zark

@Nitro Zark，至少他们应该为UTC提供一个。os模块可以基于操作系统功能提供一个本地时间的函数。 - Mark Ransom

我正在查看3.2版本的新功能列表，发现他们在3.2中增加了UTC时区（http://docs.python.org/dev/whatsnew/3.2.html#datetime）。但似乎并没有本地时区... - Nitro Zark

Answer 8

使用time.timezone，它会返回一个整数，表示与UTC时间相差的秒数。

例如：

from datetime import datetime, timedelta, timezone
import time

# make datetime from timestamp, thus no timezone info is attached
now = datetime.fromtimestamp(time.time())

# make local timezone with time.timezone
local_tz = timezone(timedelta(seconds=-time.timezone))

# attach different timezones as you wish
utc_time = now.astimezone(timezone.utc)
local_time = now.astimezone(local_tz)

print(utc_time.isoformat(timespec='seconds')) 
print(local_time.isoformat(timespec='seconds'))

在我的电脑上（Python 3.7.3），它显示：

2021-05-07T12:50:46+00:00
2021-05-07T20:50:46+08:00

相当简单，只使用标准库 ~

- henry zhu

Answer 9

我发现最简单的方法是获取您所在地的时区偏移量，然后从小时中减去该偏移量。

def format_time(ts,offset):
    if not ts.hour >= offset:
        ts = ts.replace(day=ts.day-1)
        ts = ts.replace(hour=ts.hour-offset)
    else:
        ts = ts.replace(hour=ts.hour-offset)
    return ts

这对我来说可行，在Python 3.5.2中。

- Zld Productions

Answer 10

这里有另一种在日期时间格式中更改时区的方法（我知道我浪费了精力在这上面，但我没有看到这个页面，所以我不知道该怎么做），不需要分钟和秒，因为我对我的项目没有用：

def change_time_zone(year, month, day, hour):
      hour = hour + 7 #<-- difference
      if hour >= 24:
        difference = hour - 24
        hour = difference
        day += 1
        long_months = [1, 3, 5, 7, 8, 10, 12]
        short_months = [4, 6, 9, 11]
        if month in short_months:
          if day >= 30:
            day = 1
            month += 1
            if month > 12:
              year += 1
        elif month in long_months:
          if day >= 31:
            day = 1
            month += 1
            if month > 12:
              year += 1
        elif month == 2:
          if not year%4==0:
            if day >= 29:
              day = 1
              month += 1
              if month > 12:
                year += 1
          else:
            if day >= 28:
              day = 1
              month += 1
              if month > 12:
                year += 1
      return datetime(int(year), int(month), int(day), int(hour), 00)

- Guest

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使用timedelta在不同时区之间进行切换。你只需要知道两个时区之间的小时偏移量，就不必为datetime对象的6个元素调整边界。timedelta也可以轻松处理闰年、闰世纪等问题。你需要从datetime模块中导入timedelta。如果偏移量是一个变量（以小时为单位），则可以使用timeout = timein + timedelta(hours = offset)来计算，其中timein和timeout都是datetime对象。例如，timein + timedelta(hours = -8)将GMT转换为PST。 - Karl Rudnick