NumPy - 时区处理

NumPy 中的时区处理

NumPy 中的时区处理允许您管理跨不同时区的日期时间数据。在处理基于全局时间的数据(例如股票市场时间戳、天气数据或国际事件)时，这一点非常重要，因为为了进行准确的分析，这些数据需要进行时区转换。

虽然 NumPy 不像其他一些库(例如"pytz"或"pandas")那样内置了时区支持，但它允许您使用 datetime 对象，并且您可以使用"pytz"等外部库进行时区转换。

NumPy 的 datetime64 对象是时区无关的，这意味着它们不存储时区信息，但您可以使用兼容工具手动调整它们。

使用"datetime64"处理时区

默认情况下，NumPy 中的"datetime64"对象是时区无关的，这意味着它们不存储时区信息。如果需要明确处理时区，则需要将 NumPy 与 Python 中"datetime"模块中的"pytz"或"timezone"等库结合使用。

要转换时区或处理可感知时区的日期时间数据，您可以将外部工具与 NumPy 数组结合使用，以管理跨时区的日期时间转换和对齐。

示例

在下面的示例中，我们将结合使用 NumPy 与"pytz"库来处理时区转换。首先，我们将使用 NumPy 创建一个日期时间数组，然后将该日期时间调整为不同的时区 -

import numpy as np
import pytz
from datetime import datetime

# 定义一个日期时间数组
dates = np.array(['2024-01-01T12:00', '2024-01-02T12:00'], dtype='datetime64[m]')

# 转换为 Python 日期时间对象
# 使用 astype('O') 将 datetime64 转换为日期时间对象
dt_objects = [d.item() for d in dates]

# 使用 pytz 定义时区
timezone = pytz.timezone('US/Eastern')

# 将每个日期时间转换为新的时区
localized_dates = [timezone.localize(dt) for dt in dt_objects]

# 打印本地化时间
for date in localized_dates:
    print(date.strftime('%Y-%m-%d %H:%M:%S %Z%z'))

输出将显示转换为东部时区 (ET) 的日期时间值 -

2024-01-01 12:00:00 EST-0500
2024-01-02 12:00:00 EST-0500

时区转换

处理日期时间数据时，通常需要进行时区转换。这可以使用"pytz"等外部库来完成。创建可感知时区的 datetime 对象后，您可以使用 astimezone() 方法轻松地将其转换为其他时区。

示例

在下面的示例中，我们首先将 datetime 对象转换为东部标准时间 (EST)，然后将其转换为太平洋标准时间 (PST) −

import pytz
from datetime import datetime

# 创建 datetime 对象
dt = datetime(2024, 1, 1, 12, 0, 0)

# 定义时区(东部时区)
eastern = pytz.timezone('US/Eastern')

# 将 datetime 本地化为东部时间
localized_dt = eastern.localize(dt)

# 转换为太平洋时区
pacific = pytz.timezone('US/Pacific')
pacific_dt = localized_dt.astimezone(pacific)

print("东部时间: ", localized_dt.strftime('%Y-%m-%d %H:%M:%S %Z%z'))
print("太平洋时间: ", pacific_dt.strftime('%Y-%m-%d %H:%M:%S %Z%z'))

执行上述代码后，您将获得以下输出 -

东部时间:2024-01-01 12:00:00 EST-0500
太平洋时间:2024-01-01 09:00:00 PST-0800

对齐数据中的时区

在数据中使用多个时区时，跨时区对齐日期时间数据非常重要。您可能需要将所有日期时间转换为通用时区(例如 UTC)，以确保准确的比较和计算。

您可以通过将每个日期时间对象转换为该时区，将时区感知的日期时间对齐到该时区。这可以使用相同的"pytz"库或"datetime"模块进行调整。

示例

在此示例中，我们将两个来自不同时区的日期时间对象与 UTC 时间对齐 -

import pytz
from datetime import datetime

# 创建两个不同时区的日期时间对象
dt1 = datetime(2024, 1, 1, 12, 0, 0, tzinfo=pytz.timezone('US/Eastern'))
dt2 = datetime(2024, 1, 1, 12, 0, 0, tzinfo=pytz.timezone('US/Pacific'))

# 将两个日期时间转换为 UTC
dt1_utc = dt1.astimezone(pytz.utc)
dt2_utc = dt2.astimezone(pytz.utc)

# 以 UTC 格式打印两个日期时间对象
print("东部时间转换为 UTC:", dt1_utc.strftime('%Y-%m-%d %H:%M:%S %Z%z'))
print("太平洋时间转换为 UTC:", dt2_utc.strftime('%Y-%m-%d %H:%M:%S %Z%z'))

输出将显示两个与 UTC 对齐的日期时间 -

东部时间转换为 UTC:2024-01-01 16:56:00 UTC+0000
太平洋时间转换为 UTC:2024-01-01 19:53:00 UTC+0000