python时间变化与字符串替换技术及读JSON文件等实践笔记

1. 需求描述

1. 根据预测出结果发出指令的秒级时间，使用时间戳，也就是设定时间（字符串）转为数字时间戳。
2. 时间计算转换过程中，出现单个整数（例如8点），按字符串格式补齐两位“08”。
3. 字符串去空格，替换特殊字符（例如空格，数据中的逗号“1,024.00”），特别是输入数据不规范的时候，读入到pandas中时，把数据变成了object问题。
4. sql语句参数传递。
5. 读取JSON格式日志文件。
6. 生成正态分布随机数。

2. python时间处理

2.1. Python时间转换为整数（时间戳）

在日常的编程开发中，我们经常会遇到需要将时间转换为整数的情况。例如，我们可能需要将时间戳用于排序、计算时间间隔等操作。

什么是时间戳？
Unix时间戳(Unix timestamp)，或称Unix时间(Unix time)、POSIX时间(POSIX time)，是一种时间表示方式，定义为从格林威治时间1970年01月01日00时00分00秒起至现在的总秒数。Unix时间戳不仅被使用在Unix 系统、类Unix系统中，也在许多其他操作系统中被广泛采用。

Python的标准库中包含了time模块，该模块提供了一系列处理时间的函数，其中的time()函数来获取当前时间的时间戳，然后将时间戳转换为整数。

如下是使用time模块进行时间转换的示例代码：

import time

# 获取当前时间的时间戳
timestamp = int(time.time())
print("当前时间的时间戳：", timestamp)
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如下是把时间字符串，转换为时间戳的示例代码：

tdt = time.strptime('2023-11-16 11:12', "%Y-%m-%d %H:%M")
timestamp = int(time.mktime(tdt))
print("当前时间的时间戳：", timestamp)
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Python的标准库中datetime模块，该模块提供了更加方便的日期和时间操作方法。我们可以使用datetime模块中的datetime类来获取当前时间，并将其转换为整数。

如下是使用datetime模块进行时间转换的示例代码：

from datetime import datetime

# 获取当前时间
now = datetime.now()

# 将当前时间转换为整数
timestamp = int(now.timestamp())
print("当前时间的时间戳：", timestamp)
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2.2. 时间戳转时间

使用 time 模块的 localtime() 函数将时间戳转换为本地时间的 struct_time 对象

timestamp = 1700193600
local_time= time.localtime(timestamp)
time.strftime("%Y-%m-%d %H:%M:%S", local_time)
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2.3. 时间间隔计算

timedelta() 表示两个 date 对象或者 time 对象,或者 datetime 对象之间的时间间隔，精确到微秒。

	datetime.timedelta(days=0, seconds=0, microseconds=0, milliseconds=0, minutes=0, hours=0, weeks=0)
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如下当前时间延后5分钟，示例代码如下：

import datetime
now = datetime.datetime.now()  + datetime.timedelta(minutes=5)
print('延迟时间是：', now.strftime("%Y-%m-%d %H:%M"))
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3. 字符串替换

3.1. python补全字符串

3.1.1. 右对齐补全字符串

例如：我们计算获取到时间为9点，如果补全为“09”，用于转换为时间，方法如下：

s = '9'
s.rjust(2,'0')
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结果为09。

3.1.2. 左对齐补全字符串

s = 'ab'
s.ljust(4,'0')
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结果为ab00。

3.2. 字符串去空格

3.2.1. 去开头空格

使用strip()方法，是一个Python内置函数，可以用来去除字符串开头和结尾的空格。例如，以下代码将使用strip()方法去除字符串开头和结尾的空格：

s = ' dd'
print(s.strip())
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3.2.2. 去任何地方空格

使用replace()方法，可以用来替换字符串中的一些字符。我们可以使用它来替换空格字符。例如，以下代码将使用replace()方法将空格字符替换为空字符串：

s = ' dd'
print(s.replace(' ',''))

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3.3. 动态sql语句替换变量

例如：

date = '2023-11-14'
days = 1
sql = '''
select CONCAT(DATE_FORMAT(RecordTime,'%H:'), case when MINUTE(RecordTime)<30 then '00' else '30' end) CreateTime,
                sum(ThisPower) Capacity  from electricitymeter_history
                where  DATE_FORMAT(RecordTime,'%Y-%m-%d')<'{date}'
                and RecordTime>=date_sub(str_to_date('{date}', '%Y-%m-%d'), interval {days} day)
                group by  CONCAT(DATE_FORMAT(RecordTime,'%H:'), case when MINUTE(RecordTime)<30 then '00' else '30' end)                  
                order by CreateTime
'''
sql = sql.format('{}',date=date,days=days)
print(sql)
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在Python中，使用format函数可以将变量插入字符串中进行格式化。其基本语法为：

• formatted_string = “Text {}”.format(variable)
• "Text {}"是一个字符串，其中的{}表示一个占位符，format函数将会把后面的变量替换进去。

4. python读取JSON文件

Json文件的语法：

• 主要数据类型为对象{}（类似Python中的字典）和数组[] （类似Python中的列表）
• Json文件的最外层是一个对象{}，或者是一个数组[]
• Json中的对象是由键值对组成，每个数据之间用逗号隔开，最后一个数据后无逗号
• Json中的字符串必须使用双引号

JSON文件示例：

{"SoC":0.2,"peak2power":379,"curve":
[{"timestamp": 1700065800, "value": 86, "tmp": "2023-11-16 00:30"}, 
{"timestamp": 1700087400, "value": 0, "tmp": "2023-11-16 06:30"}, 
{"timestamp": 1700096400, "value": 0, "tmp": "2023-11-16 09:00"}, 
{"timestamp": 1700098200, "value": 0, "tmp": "2023-11-16 09:30"}]}
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注意：字符串必须使用双引号，我在这地方耽搁时间了！

import json
with open('curve.json', 'r',encoding='utf-8') as f:
    print(str(f))
    content = json.load(f)
content
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5. 其他

生成正态分布随机数，使用random库中的gauss()方法。

Python内置的random库中包含了生成正态分布随机数的方法。如下面的使用方法。

import random

# 生成均值为mu，标准差为sigma的正态分布随机数
random_num = random.gauss(mu, sigma)
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