【Python】時刻差分の計算

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 一般的な時刻の計算

datetimeライブラリからdatetimeモジュールのtimedeltaクラスをインポートすれば計算できる。

from datetime import datetime, timedelta

# 始点と終点の時刻を定義
start_time = datetime.strptime("Dec 2 04:35", "%b %d %H:%M")
end_time = datetime.strptime("Dec 4 07:39", "%b %d %H:%M")

# 期間（時刻差分）の計算
duration = end_time - start_time

# 時間と分への変換
duration_hours = duration.total_seconds() // 3600
duration_minutes = (duration.total_seconds() % 3600) // 60

print(duration_hours, duration_minutes)

これは 12/2 04:35 から 12/4 07:39 までに経過した時間を計算するスクリプトである。なお、月がDecなどの文字列の場合、時刻のフォーマットは %b であることに注意。12のように整数値であれば小文字の %m とする。大文字の %M は「分」なので間違えないように。

秒数を「日:時間:分:秒」の形式に変換する関数は以下のようになる。剰余をうまく使うのが良いだろう。

def convert_seconds_to_dhms(seconds):
    days = seconds // (3600 * 24)
    hours = (seconds % (3600 * 24)) // 3600
    minutes = (seconds % 3600) // 60
    remaining_seconds = seconds % 60
    return days, hours, minutes, remaining_seconds

# 例：350624秒を日、時、分、秒に変換する
example_seconds = 350624
converted_time = convert_seconds_to_dhms(example_seconds)
converted_time

これを実行すると (4, 1, 23, 44) と返されるので、「350624秒」は「4日1時間23分44秒」であることが分かる。

四則演算の例も見てみよう。例えば、平均して17分かかる計算処理を128回行う必要があるとする。この作業を2023年12月1日20時30分から開始した場合、いつ終了するか、という計算を行うことができる。

from datetime import datetime, timedelta

# 開始日時
start_time = datetime(2023, 12, 1, 20, 30, 0)

# バッチ処理1回あたりの平均実行時間（例：15分）
batch_duration = 17 * 60 # 15分を秒に変換

# 処理回数
batch_count = 128

# 全体の処理時間の見積もり
total_duration = batch_duration * batch_count

# 終了時刻の計算
end_time = start_time + timedelta(seconds=total_duration)

# 終了時刻の表示
print(end_time)

これを実行すると「2023-12-03 08:46:00」となるので、翌日の朝8時46分ごろに終了すると見積もられる。

 タイムゾーンを跨ぐ時刻の計算

タイムゾーンを跨ぐ時刻の計算にはdatetimeモジュールのtimedeltaクラスおよびtimezoneクラスを利用する。

from datetime import datetime, timedelta, timezone

# タイムゾーンの定義 (UTCオフセットで)
tz_ny = timezone(timedelta(hours=-5)) # ニューヨークはUTC-5時間
tz_tokyo = timezone(timedelta(hours=9)) # 東京はUTC+9時間

# New Yorkの時刻を定義
ny_time = datetime(2023, 1, 1, 12, 0, 0, tzinfo=tz_ny)

# Tokyoの時刻に変換
tokyo_time = ny_time.astimezone(tz_tokyo)

# Tokyoの時刻を出力
print("New York time:", ny_time.strftime('%Y-%m-%d %H:%M:%S %Z%z'))
print("Tokyo time:", tokyo_time.strftime('%Y-%m-%d %H:%M:%S %Z%z'))

# Tokyoの時刻に3時間加算
tokyo_time_later = tokyo_time + timedelta(hours=3)

# 加算後の時刻を出力
print("Tokyo time + 3 hours:", tokyo_time_later.strftime('%Y-%m-%d %H:%M:%S %Z%z'))

これはNY時間の2023年元日の正午を日本時間（東京時間）に変換するものである。結果は変換後が「2023-01-02 02:00:00 UTC+09:00+0900」、3時間の加算後が「2023-01-02 05:00:00 UTC+09:00+0900」となる。

または、以下のようにpytzライブラリを使うこともできる。

from datetime import datetime, timedelta
import pytz

# タイムゾーンの定義
tz_ny = pytz.timezone('America/New_York')
tz_tokyo = pytz.timezone('Asia/Tokyo')

# New Yorkの時刻を定義
ny_time = tz_ny.localize(datetime(2023, 1, 1, 12, 0, 0))

# Tokyoの時刻に変換
tokyo_time = ny_time.astimezone(tz_tokyo)

# Tokyoの時刻を出力
print("New York time:", ny_time.strftime('%Y-%m-%d %H:%M:%S %Z%z'))
print("Tokyo time:", tokyo_time.strftime('%Y-%m-%d %H:%M:%S %Z%z'))

# Tokyoの時刻に3時間加算
tokyo_time_later = tokyo_time + timedelta(hours=3)

# 加算後の時刻を出力
print("Tokyo time + 3 hours:", tokyo_time_later.strftime('%Y-%m-%d %H:%M:%S %Z%z'))

結果は変換後が「2023-01-02 02:00:00 JST+0900」、3時間の加算後が「2023-01-02 05:00:00 UTC+09:00+0900」となり、正しく求められている。

from datetime import datetime, timedelta
import pytz

# タイムゾーンの定義
tz_ny = pytz.timezone('America/New_York')
tz_tokyo = pytz.timezone('Asia/Tokyo')

# New Yorkの時刻を定義【この部分がNG！】
ny_time = datetime(2023, 1, 1, 12, 0, 0, tzinfo=tz_ny)

# Tokyoの時刻に変換
tokyo_time = ny_time.astimezone(tz_tokyo)

# Tokyoの時刻を出力
print("New York time:", ny_time.strftime('%Y-%m-%d %H:%M:%S %Z%z'))
print("Tokyo time:", tokyo_time.strftime('%Y-%m-%d %H:%M:%S %Z%z'))

# Tokyoの時刻に3時間加算
tokyo_time_later = tokyo_time + timedelta(hours=3)

# 加算後の時刻を出力
print("Tokyo time + 3 hours:", tokyo_time_later.strftime('%Y-%m-%d %H:%M:%S %Z%z'))

 UNIX時間の計算

UNIX時間（またはエポック時間）による時刻差分の計算は、日時をUNIX時間（1970年1月1日0時0分0秒UTCからの経過秒数）に変換してから行われる。UNIX時間の演算はdatetimeモジュールとtimeライブラリで実行できる。

UNIX時刻を日本標準時（JST）に変換するには、まずUNIX時刻をUTCのdatetimeオブジェクトに変換し、その後に日本標準時（UTC+9）に変換すればよい。

from datetime import datetime, timedelta

# UNIX時刻の例（2021年11月30日0時0分0秒UTCの例）
unix_timestamp = 1638230400

# UNIX時刻をUTCのdatetimeオブジェクトに変換
utc_datetime = datetime.utcfromtimestamp(unix_timestamp)

# UTCからJST（UTC+9）に変換
jst_datetime = utc_datetime + timedelta(hours=9)

# 結果の表示
print(jst_datetime)

結果は「2021-11-30 09:00:00」となり、UTC+9の時刻が正しく算出されている。

当然ながら、UNIX時刻の差分も計算できる。

from datetime import datetime
import time

# 2つの日時を定義
datetime1 = datetime(2023, 1, 1, 12, 0, 0)
datetime2 = datetime(2023, 1, 2, 12, 0, 0)

# UNIX時間に変換
unix_time1 = time.mktime(datetime1.timetuple())
unix_time2 = time.mktime(datetime2.timetuple())

# 時刻差分を計算
time_difference = unix_time2 - unix_time1

# 結果を表示
print(time_difference)

ただし、この計算はUNIX時間に変換する必要性が無い。以下のようなUNIX時間における経過時間の計算では時刻関連のモジュールすら必要ない。

# UNIX時刻の定義
unix_timestamp_start = 1638230400 # 開始時刻
unix_timestamp_end = 1701760000 # 終了時刻

# 経過時間の計算（秒単位）
elapsed_time_seconds = unix_timestamp_end - unix_timestamp_start

# 秒を日時分秒に変換する関数
def seconds_to_dhms(seconds):
    days = seconds // (3600 * 24)
    hours = (seconds % (3600 * 24)) // 3600
    minutes = (seconds % 3600) // 60
    remaining_seconds = seconds % 60
    return days, hours, minutes, remaining_seconds

# 経過時間を日時分秒に変換
elapsed_time_dhms = seconds_to_dhms(elapsed_time_seconds)
print(elapsed_time_dhms)

結果は(735, 7, 6, 40)となり、735日7時間6分40秒が経過したと分かる。

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