Timedelta 简介

Pandas 的 Timedelta 对象用于表示两个日期或时间之间的差异，它是一个表示时间差的类，可以以天、秒、微秒或纳秒为单位。Timedelta 对象通常用于时间序列分析，包括对日期和时间的偏移量操作。

生成时长数据 Timedelta

Timedelta 数据类型用来代表时间增量，两个固定时间相减会产生时差：

Python内置的datetime.timedelta或者Numpy的np.timedelta64：

import datetime
import numpy as np
import pandas as pd

单个时长to_timedelta

df操作：

s = pd.Series(pd.date_range('2012-1-1', periods=3, freq='D'))  # 生成3天
td = pd.Series([pd.Timedelta(days=i) for i in range(3)])  # 生成3天时长
df = pd.DataFrame({'A': s, 'B': td})

加法：A+B

df['C'] = df['A'] + df['B']
df

类型是timedelta64[ns]

df.dtypes
A     datetime64[ns]
B    timedelta64[ns]
C     datetime64[ns]
dtype: object

Series操作 - 最大

s - s.max()  # 相减2天（最大的一天）
0   -2 days
1   -1 days
2    0 days
dtype: timedelta64[ns]

Series操作 - 相减日期得到时长

s - datetime.datetime(2011, 1, 1, 3, 5)
0   364 days 20:55:00
1   365 days 20:55:00
2   366 days 20:55:00
dtype: timedelta64[ns]

Series操作 - 相加

s + datetime.timedelta(minutes=5)
0   2012-01-01 00:05:00
1   2012-01-02 00:05:00
2   2012-01-03 00:05:00
dtype: datetime64[ns]

Series操作 - 偏移分钟

s + pd.offsets.Minute(5)
0   2012-01-01 00:05:00
1   2012-01-02 00:05:00
2   2012-01-03 00:05:00
dtype: datetime64[ns]

Series操作 - 偏移分钟 + 微妙

s + pd.offsets.Minute(5) + pd.offsets.Milli(5)
0   2012-01-01 00:05:00.005
1   2012-01-02 00:05:00.005
2   2012-01-03 00:05:00.005
dtype: datetime64[ns]

Series操作 - 两个时间标量之间相减

y = s - s[0]
0   0 days
1   1 days
2   2 days
dtype: timedelta64[ns]

Series操作 - 位移后

y = s - s.shift()
y
0      NaT
1   1 days
2   1 days
dtype: timedelta64[ns]

Series操作 - 绝对值会将负数变为正数

td1 = pd.Timedelta('-1 days 2 hours 3 seconds')
abs(td1)
## Timedelta('1 days 02:00:03')

Series操作 - 生成Series

y2 = pd.Series(pd.to_timedelta(['-1 days +00:00:05',
                                'nat',
                                '-1 days +00:00:05',
                                '1 days']))
0   -1 days +00:00:05
1                 NaT
2   -1 days +00:00:05
3     1 days 00:00:00
dtype: timedelta64[ns]

Series操作 - 替换 - NaT为0 day 00:00:00

y.fillna(pd.Timedelta(0))
0   -1 days +00:00:05
1     0 days 00:00:00
2   -1 days +00:00:05
3     1 days 00:00:00
dtype: timedelta64[ns]

Series操作 - 转换总结

december = pd.Series(pd.date_range('20121201', periods=4))
january = pd.Series(pd.date_range('20130101', periods=4))
td = january - december # 生成时长序列
## 修改指定值
td[2] += datetime.timedelta(minutes=5, seconds=3)
td[3] = np.nan

Series操作 - 时长 - 转换为天

td / np.timedelta64(1, 'D')
0    31.000000
1    31.000000
2    31.003507
3          NaN
dtype: float64

转换后类型转为浮点型

使用类型转换会失去一定的精度：

td.astype('timedelta64[D]')
0    31.0
1    31.0
2    31.0
3     NaN
dtype: float64

Series操作 - 时长 - 转为秒

td / np.timedelta64(1, 's')
0    2678400.0
1    2678400.0
2    2678703.0
3          NaN
dtype: float64

Series操作 - 时长 - 转为秒

td.astype('timedelta64[s]')
0    2678400.0
1    2678400.0
2    2678703.0
3          NaN
dtype: float64

Series操作 - 时长 - 转为月份

td / np.timedelta64(1, 'M')
0    1.018501
1    1.018501
2    1.018617
3         NaN
dtype: float64