从Scratch到Python 17 时间处理

我们用Scratch编程的时候经常会处理与时间有关的逻辑，比如控制游戏倒计时，计算程序运行时间，让克隆体间隔一定的时间再出现等，一般用到的指令包括下面这些：

 

  除了【等待…秒】和【计时器归零】外，其它几个都是系统定义好的变量，用来直接获取时间数据的，使用非常方便。那么在Python中如何实现这些功能呢？我们需要用到标准库的time模块，它提供了一些与时间相关的函数，帮助我们进行以下操作：

• 获取时间
• 格式化时间
• 暂停程序

一、获取时间

看下面的示例代码：

import time
wday_list = ['星期一', '星期二', '星期三', '星期四', '星期五', '星期六', '星期天']
# 获取时间戳
t1 = time.time()
# 将时间戳转换为格式化的时间
t2 = time.localtime(t1)
# 输出时间戳
print(t1)
# 从t2的属性中获取年、月、日、星期、时、分、秒等数据
print('今天是%i年%i月%i日星期%s'%(t2.tm_year,t2.tm_mon,t2.tm_mday,wday_list[t2.tm_wday]))
print('现在时间：%i时%i分%i秒'%(t2.tm_hour, t2.tm_min,t2.tm_sec))

这段代码中，我们先把time()函数的返回值保存到变量t1中，这个返回值是一个时间戳，时间戳是指从1970年1月1日0时0分0秒到你当前运行程序的时间经过的秒数。是不是有点像Scratch中的“计时器”这个变量？但不同的是，Scratch的计时器是从你打开Scratch开始的（除非你使用【重置计时器】，否则它会一直增加）。 由于time()返回的时间戳也是秒数，不容易阅读，所以我们又调用time模块的localtime()函数把t1中保存的时间戳转换成了一个格式化的时间t2，t2具有以下属性：

• tm_year：年
• tm_month：月
• tm_mday：日
• tm_wday：星期，0代表周一，向后依次递增
• tm_hour：时
• tm_min：分
• tm_sec：秒

是不是基本上把Scratch中的那几个跟时间有关的变量都包含了？有了这几个属性，我们再用格式化输出了当前的日期和时间，需要注意的是，由于tm_wday中保存的是0-6的数字，不是星期几这样的字符串，输出时我们用了一个小转换，把它作为列表索引来找到我们定义好的列表中对应的星期几，这样更容易阅读。 程序运行效果如下：  

 

注意，time.localtime()这个函数接收的是一个时间戳类型的参数，你也可以不传递任何参数，它会自动获取当前时间的时间戳并转换，相当于替你调用了time()函数。

二、格式化时间

上面的例子中我们获得了时间，自己调用格式化输出让时间更易阅读，其实time模块提供了现成的函数strftime()，它可以帮助我们很方便地把localtime()函数返回的时间按照指定格式转化为字符串，看这个例子：

import time

now = time.localtime()
t1 = time.strftime('现在时间是：%Y年%m月%d日 %H时%M分%S秒',now)
t2 = time.strftime('%Y-%m-%d %H:%M:%S')
print(t1)
print(t2)

程序运行效果：  

这个例子中我们调用了两次time.strftime()函数，第一次传递了两个参数，分别是格式字符串和localtime()函数返回的结构化时间，第二个直接传递了一个格式字符串。你会发现它们输出的时间相同，只是格式不一样。也就是说，第二个参数是可以省略的，默认为当前的时间戳转换的结构化时间。 至于第一个参数，完全是根据我们的需要，像格式化输出一样，把各种变量组合成我们想要的格式，就像我们在t1和t2中组合的那样。到底支持哪些变量呢？参见下表：

格式字符	含义
%d	表示日期数，取值范围1-31
%H	表示24小时制的小时数，取值范围0-23
%I	表示12小时制的小时数，取值范围1-12
%j	表示一年中的第几天，取值范围1-366
%m	表示月份，取值范围1-12
%M	表示分钟，取值范围0-59
%p	AM或PM，即上午或下午
%S	表示秒数，取值范围0-59
%w	表示星期数，取值范围0-6，注意！0为星期日
%W	表示一年中的第几周，取值范围0-53，周一作为一周第一天，在第一周周一之间的时间被认为在第0周
%y	两位年份数，取值范围00-99
%Y	四位年份数
%x	本地化的日期
%X	本地化的时间

这个表中有些项很常用，需要记忆，还要注意别写错大小写。

三、“暂停”程序

我们在Scratch中可以使用【等待x秒】暂停程序，time模块提供了sleep()函数可以起到类似的效果。它接收一个数字类型的参数，表示暂停的秒数。看下面这个例子就明白了：

import time

while True:
    print(time.strftime('%X'))
    time.sleep(1)

这段程序的作用是让程序每隔一秒输出一下当前时间（注意到我使用的“%X”参数了吗？），运行效果如下：  

 

四、课后作业

本节我们主要学习了Python标准库中time模块的用法，包括获取时间戳、获取结构化时间、转换时间为格式化的字符串、暂停程序等。请你使用今天所学知识，完成一个番茄钟：

• 程序运行时输入番茄名称
• 程序倒计时25分钟后，打印出当前的日期、时间及提示信息，例如：现在是2022年9月5日9点10分，你的番茄钟【写英语作业】已经完成，恭喜你！