日期和时间变量处理包

lubridate: Dates and times

Date-times

  • date-time 是时间线上的一个点，以秒为存储单位，起始于1970-01-01 00:00:00 UTC # base::as.POSIXct(x,farmat,origin)
dt <- as_datetime(1511870400)
## "2017-11-28 12:00:00 UTC"
  • date是从1970-01-01开始的天数 # base::as.Date(x,"%Y-%m-%d")
d <- as_date(17498)
## "2017-11-28"
  • hms是从00:00:00开始的秒数
t <- hms::as.hms(85)
## 00:01:25
  1. 解析时间 (Convert strings or numbers to date-times)
  • 识别出数据中 year (y), month (m), day (d), hour (h), minute (m) and second (s) 元素的顺序
  • 用下面的函数，函数的名字代表顺序，函数接收多种多样的输入形式

date_decimal(decimal, tz = “UTC”) 解析小数形式
date_decimal(2017.5)

fast_strptime() 快速解析字符格式
fast_strptime(‘9/1/01’, ‘%y/%m/%d’)

parse_date_time() 简单解析字符格式
parse_date_time(“9/1/01”, “ymd”)

获取当前日期/时间
today(tzone = “”) Date object （base::Sys.Date() ）
now(tzone = “”) POSIXct object（base::date() ）

  1. 获取/设置时间组件
>>> d <- ymd("2017-11-28")
>>> day(d)
28
>>> day(d) <- 1
>>> d 
"2017-11-01"

floor

quarter(x, with_year = FALSE, fiscal_start = 1) 季度
semester(x, with_year = FALSE) （尤指美国的大专院校的） 学期，半学年

dst(x) 夏令时(daylight savings time)?
leap_year(x) 闰年?
update(object, …, simple = FALSE)
update(dt, mday = 2, hour = 1)

Round Date-times

floor_date(x, unit = "second") # 向下滚动到最近的单位
round_date(x, unit = "second") # 滚动到最近的单位
ceiling_date(x, unit = "second",change_on_boundary = NULL) #向上滚动到最近的单位
rollback(dates, roll_to_first =FALSE, preserve_hms = TRUE) #滚动到上月最后一天或本月第一天

图示

floor_date(dt, unit = "month")
round
round_date(dt, unit = "month")
ceiling
ceiling_date(dt, unit = "month")

Stamp Date-times

自定义一个Date-times的字符显示模板函数
stamp() , stamp_date() and stamp_time()

# 1. 创建模板函数
sf <- stamp("Created Sunday, Jan 17, 1999 3:34")
# 2. 使用模板
sf(ymd("2010-04-05"))
[1] "Created Monday, Apr 05, 2010 00:00"

Time Zones

R可以识别 ~600 个时区，每一个区块都有编码时区，夏令时，历史日历（time zone, Daylight Savings Time, and historical calendar）变量，R为每个赋值一个 time zone向量。

通常用UTC 时区来避开夏令时
OlsonNames() 返回完整的时区名列表
with_tz() 返回另一个时区的date-time
force_tz 强制抓换时区，date-time数字不变

meeting <- ymd_hms("2011-07-01 09:00:00", tz = "Pacific/Auckland")
with_tz(meeting, "America/Chicago")
#> [1] "2011-06-30 16:00:00 CDT"

mistake <- force_tz(meeting, "America/Chicago")
with_tz(mistake, "Pacific/Auckland")
#> [1] "2011-07-02 02:00:00 NZST"

Time Spans

lubridate提供三种类型的时间块

  • period：人类定义的时间单位， like years, months, and days.
  • duration：以秒为单位的时间跨度（difftime是base R 中一种特殊的duration），当这个数字很大时，period也会以较大的单位显示一个估计值，底层总是为固定的秒数，常见的转换有Minutes = 60 seconds, hours = 3600 seconds, days = 86400 seconds, weeks = 604800，由于其变化性，未使用大于周的单位。
  • interval：用指定的开始和结束日期创建的时间间隔。如果开始日期在结束日期之前发生，则间隔将为正值。否则，为负值。
  1. Period and Duration
period duration
period(num = NULL, units = “second”, …)
period(5, unit = "years")		 duration(num = NULL, units = “second”, …)
duration(5, unit = “years”)
as.period(x, unit) as.duration(x, …)
is.period() is.duration(),is.difime()
period_to_seconds(x) make_difime(x)
make_difftime(99999)
seconds_to_period(x)
period unit 说明 duration unit 说明
years(x = 1) years dyears(x = 1) 31536000 seconds
months(x) months
weeks(x = 1) weeks dweeks(x = 1) 604800 seconds
days(x = 1) days ddays(x = 1) 86400 seconds
hours(x = 1) hours dhours(x = 1) 3600 seconds
minutes(x = 1) minutes dminutes(x = 1) 60 seconds
seconds(x = 1) seconds dseconds(x = 1) seconds
milliseconds(x = 1) milliseconds dmilliseconds(x = 1) 10**3 seconds
microseconds(x = 1) microseconds dmicroseconds(x = 1) 10**6 seconds
nanoseconds(x = 1) nanoseconds dnanoseconds(x = 1) 10**9 seconds
picoseconds(x = 1) picoseconds dpicoseconds(x = 1) 10**12 seconds

示例：period和duration也可由组件的数学计算得到

period(c(90, 5), c("second", "minute"))  #  "5M 90S"
period(second = 90, minute = 5)  #  "5M 90S"
months(3) + days(12) # "3m 12d 0H 0M 0S"

ddays(14)  # "1209600s (~2 weeks)"
  1. Interval

interval：用指定的开始和结束日期创建的时间间隔。如果开始日期在结束日期之前发生，则间隔将为正值。否则，为负值。

创建 说明
interval(start, end, tzone = tz(start))
start %–% end 符号创建
as.interval(x, start, …) 参数x：duration, difftime, period, or numeric object
base::difftime(time1, time2, tz,units =“auto”)
is.interval(x) 判断函数
组件
int_start(int)
int_start(int) <- value		 date-time
int_end(int)
int_end(int) <- value		 结束date-time

interval的长度由使用时的对象(period, duration)划定

s<- ymd("2017-01-01"); e <- ymd("2017-11-28")
interval(s, e) ## 2017-01-01 UTC--2017-11-28 UTC
s %--% e ## 2017-01-01 UTC--2017-11-28 UTC

as.interval(days(1), start = now()) 
##  2018-06-03 15:34:25 CST--2018-06-04 15:34:25 CST
函数 说明
a %within% b logical，a在b区间内,{a: interval or date-time object,b: interval}
int_length(int) Length in seconds
int_flip(int) 反转
int_standardize(int) 标准化
int_shift(int, by) 平移interval
int_overlaps(int1, int2) logical,判断int1和int2是否重叠
int_aligns(int1, int2) int1, int2是否分享相同边界
int_diff(times) 用n个date-time分割成n-1个intervals向量 
>>> dt <- today()
>>> c(dt, dt + 100, dt + 1000)%>%int_diff()
2018-06-03 UTC--2018-09-11 UTC     2018-09-11 UTC--2021-02-27 UTC

>>> dt1 <- interval(dt,dt+1)
>>> int_shift(dt1, days(-1))
2018-06-02 UTC--2018-06-03 UTC

Math with Date-times

  1. 夏令时(Daylight Saving Time, DST)

夏令时（Daylight Saving Time：DST），又称“日光节约时制”和“夏令时间”，是一种为节约能源而人为规定地方时间的制度，在这一制度实行期间所采用的统一时间称为“夏令时间”。一般在天亮早的夏季人为将时间调快一小时，可以使人早起早睡，减少照明量，以充分利用光照资源，从而节约照明用电。各个采纳夏令时的国家具体规定不同。目前全世界有近110个国家每年要实行夏令时。

  1. Date-times数学运算

Date-times数学运算依赖于计算的时间点，位于夏令时开始、结束时间、润年、闰秒时，计算有所不同。
并不是所有的年都是365d，不是所有的分钟都是60s，普通的数据运算可能会产生虚拟日期，lubridate提供了操作符和函数。

数学运算 说明
%m+% and %m-% 滚动到前一月的最后一天
add_with_rollback(e1, e2, roll_to_first =TRUE) 滚动到新一月的第一天 
jan31 <- ymd(20180131)
jan31 + months(1)
## NA 

jan31 %m+% months(1)
## "2018-02-28"

add_with_rollback(jan31, months(1),roll_to_first = TRUE)
## "2018-03-01"

hms: time-of-day values

hms包提供了一个简单的类来存储持续时间或时间值，并以hh:mm:ss格式显示它们。该类旨在简化与数据库，电子表格和其他数据源的数据交换。

hms(seconds, minutes, hours, days)
as.hms(x) x可以是字符，数字等

Usage

library(hms)
hms(56, 34, 12)
#> 12:34:56
as.hms(1)
#> 00:00:01
as.hms("12:34:56")
#> 12:34:56
as.hms(Sys.time())
#> 16:45:12.828186
as.POSIXct(hms(1))
#> [1] "1970-01-01 00:00:01 UTC"

data.frame(hours = 1:3, hms = hms(hours = 1:3))
#>   hours      hms
#> 1     1 01:00:00
#> 2     2 02:00:00
#> 3     3 03:00:00