Cadena Python a DateTime: Cómo convertir cadenas en objetos DateTime

Introducción al módulo datetime de Python

El módulo datetime, que viene integrado en Python, se puede utilizar siempre que necesites trabajar con fechas, horas o intervalos de tiempo para cualquier aplicación creada con Python. Proporciona clases y métodos prácticos para representar y manipular datos de fecha y hora.

Tabla 1: Resumen de clases y métodos del módulo datetime

Veamos las clases principales de este módulo, ya que las convertiremos en objetos de fecha y hora:

1. fecha y hora.fecha

Esta clase representa una fecha (año, mes y día) y proporciona métodos para trabajar con fechas, como calcular la diferencia entre dos fechas y dar formato a las fechas como cadenas.

Supongamos que tenemos un conjunto de datos que contiene los precios diarios de las acciones de una empresa. Podemos utilizar la clase date para extraer las fechas del conjunto de datos y generar un gráfico de los precios de las acciones a lo largo del tiempo.

Aquí tienes un fragmento de código que muestra el uso de la clase date:

from datetime import date

# create a date object representing March 1, 2023
start_date = date(2023, 3, 1)

# extract information such as the year, month, and day
year = start_date.year
month = start_date.month
day = start_date.day

# get the day of the week (Note: Monday is coded as 0, and Sunday as 6)
weekday = start_date.weekday()

# the date can be formatted as a string if needed
date_str = start_date.strftime('%Y-%m-%d')

2. datetime.time

Esta clase representa una hora del día (hora, minuto, segundo y microsegundo) y proporciona métodos para trabajar con horas, como compararlas y darles formato como cadenas.

Supongamos que tenemos un conjunto de datos que contiene la hora de finalización de una carrera; podemos utilizar la clase time para extraer las horas y los minutos de cada competidor que finaliza la carrera.

from datetime import time

# create a time object with the microsecond granularity
end_time = time(15, 45, 30, 500000)

# get the hour and minute
hour = end_time.hour
minute = end_time.minute
second = end_time.second
microsecond = end_time.microsecond

3. datetime.datetime

Esta clase representa una fecha y una hora, y proporciona métodos para trabajar con ambas. Combina la funcionalidad de las clases de fecha y hora.

Se utiliza habitualmente en tareas de análisis de datos que implican series temporales con una alta resolución temporal, como datos por hora o por minuto. Supongamos que tenemos un conjunto de datos que contiene la demanda horaria de electricidad de una ciudad. Podemos utilizar la clase datetime para extraer la fecha y la hora del conjunto de datos y generar un gráfico de la demanda de electricidad a lo largo del tiempo.

from datetime import datetime

# create a datetime object representing March 1, 2023 at 9:30 AM
start_datetime = datetime(2023, 3, 1, 9, 30)

# get the year, month, day, hour, and minute
year = start_datetime.year
month = start_datetime.month
day = start_datetime.day
hour = start_datetime.hour
minute = start_datetime.minute

4. datetime.timedelta

Esta clase representa una duración o un intervalo de tiempo y proporciona métodos para trabajar con intervalos de tiempo, como sumar o restar intervalos de tiempo a fechas u horas.

Supongamos que tenemos un conjunto de datos que contiene las horas de inicio y finalización de una serie de eventos, y queremos calcular la duración total de todos los eventos. Podemos usar la clase timedelta para calcular la duración de cada evento y sumarlos.

from datetime import timedelta

# create a timedelta object representing 3 hours and 15 minutes
event_duration = timedelta(hours=3, minutes=15)

# get the total duration in seconds
event_duration_seconds = event_duration.total_seconds()

# add the duration to a start time to get an end time
event_start_time = datetime(2023, 3, 1, 18, 15)
event_end_time = event_start_time + event_duration

En todos los casos que hemos mostrado, hemos utilizado objetos ` datetime `, pero en la práctica los datos reales suelen permanecer como cadenas. Y la conversión a un objeto datetime desbloquea todas las funcionalidades anteriores, que son muy potentes en el análisis y las aplicaciones de la ciencia de datos.

Uso de datetime.strptime() para la conversión de fecha y hora

En Python, puedes usar el método datetime.strptime() para convertir una cadena en un objeto datetime. El método ` strptime() ` toma dos argumentos: la cadena que se va a convertir y una cadena de formato que especifica el formato de la cadena de entrada.

La cadena de formato utiliza una combinación de códigos de formato para representar los distintos componentes de la fecha y la hora. Estos son algunos de los códigos de formato más utilizados:

Tabla 2: Códigos comunes de formato de fecha y hora

Ahora que entendemos las directivas strptime, el proceso de convertir cadenas en objetos de fecha y hora se puede simplificar.

• Paso 01: Analiza la cadena de fecha y hora que se puede convertir en busca de patrones que coincidan con los códigos de formato.

• Paso 02: Crea el formato de fecha y hora a partir de las directivas strptime().

• Paso 03: Pasa la cadena y el formato a la función y recibe el objeto como resultado.

Pongamos en práctica estos pasos.

Convertir una cadena en un formato específico a un objeto de fecha y hora

from datetime import datetime

# Example with the standard date and time format
date_str = '2023-02-28 14:30:00'
date_format = '%Y-%m-%d %H:%M:%S'

date_obj = datetime.strptime(date_str, date_format)
print(date_obj)

# Example with a different format

date_str = '02/28/2023 02:30 PM'
date_format = '%m/%d/%Y %I:%M %p'

date_obj = datetime.strptime(date_str, date_format)
print(date_obj)

En el primer ejemplo, tenemos una cadena que representa una fecha y hora en el formato «AAAA-MM-DD HH:MM:SS», y en el segundo ejemplo, en un formato diferente, «MM/DD/AAAA HH:MM AM/PM».

En ambos casos, después de especificar la cadena de formato correcta como segundo argumento de strptime(), se obtiene el objeto de fecha y hora correcto.

Convertir una cadena con información de zona horaria en un objeto de fecha y hora

from datetime import datetime

date_str = '2023-02-28 14:30:00+05:30'
date_format = '%Y-%m-%d %H:%M:%S%z'

date_obj = datetime.strptime(date_str, date_format)
print(date_obj)

En este ejemplo, tenemos una cadena que representa una fecha y hora con información de zona horaria en el formato «AAAA-MM-DD HH:MM:SS+TZOFFSET», donde TZOFFSET es la diferencia horaria en horas y minutos con respecto al UTC. Especificamos la cadena de formato como segundo argumento de strptime(), incluyendo el código de formato %z para analizar la diferencia horaria.

Aunque la función que hemos visto anteriormente puede parecer fácil en teoría, también puede ser motivo de frustración cuando las cosas salen mal en la práctica.

Analizar fechas sin cadenas de formato utilizando dateutil

Otra opción flexible es la biblioteca dateutil, en particular la función parser.parse(). Detecta automáticamente los formatos de fecha, lo que te permite analizar cadenas sin especificar una cadena de formato.

from dateutil.parser import parse

# Automatically infers the format
date_obj = parse("March 1, 2023 9:30 AM")
print(date_obj)

Esto resulta especialmente útil cuando se trata de formatos de fecha impredecibles o inconsistentes.

Manejo de zonas horarias

Para el manejo de fechas y horas teniendo en cuenta la zona horaria, Python ofrece dos opciones populares:

• pytz (ampliamente utilizado y compatible con versiones anteriores)

• zoneinfo (introducido en Python 3.9, parte de la biblioteca estándar)

from datetime import datetime
from zoneinfo import ZoneInfo

# Using zoneinfo
dt = datetime(2023, 3, 1, 9, 30, tzinfo=ZoneInfo("America/New_York"))
print(dt)

# Using pytz (alternative)
import pytz
dt_pytz = datetime(2023, 3, 1, 9, 30, tzinfo=pytz.timezone("America/New_York"))
print(dt_pytz)

Estas herramientas te permiten asignar zonas horarias, convertir entre ellas y tener en cuenta automáticamente el horario de verano.

Consideraciones sobre el horario de verano

Cuando se trabaja con fechas y horas que tienen en cuenta la zona horaria, el horario de verano (DST) puede causar complicaciones, especialmente cuando los relojes se adelantan o se atrasan.

Las bibliotecas como zoneinfo y pytz gestionan automáticamente los cambios de horario de verano cuando asignas la zona horaria adecuada:

from datetime import datetime
from zoneinfo import ZoneInfo

# Before and after DST starts
before_dst = datetime(2023, 3, 12, 1, 30, tzinfo=ZoneInfo("America/New_York"))
after_dst = datetime(2023, 3, 12, 3, 30, tzinfo=ZoneInfo("America/New_York"))

print(before_dst)
print(after_dst)

Esto garantiza que los cálculos de fecha y hora sigan siendo precisos a pesar de los cambios de horario de verano.

Uso de pandas para la conversión de fechas y horas

Aunque el módulo integrado datetime de Python es muy potente, muchos científicos de datos prefieren utilizar la biblioteca pandas para las conversiones de fecha y hora debido a su simplicidad y a su capacidad para manejar columnas enteras de fechas de forma eficiente.

import pandas as pd

# Converting a column of strings to datetime objects
date_series = pd.to_datetime(['2023-02-28', '2023-03-01', '2023-03-02'])
print(date_series)

Pandas infiere automáticamente los formatos y gestiona con elegancia las inconsistencias comunes, lo que lo convierte en la opción ideal cuando se trabaja con datos tabulares.

Formateo de objetos de fecha y hora como cadenas con strftime()

Una vez que hayas convertido las cadenas en objetos de fecha y hora y hayas realizado las operaciones deseadas, es posible que necesites volver a convertirlas en cadenas. Puedes utilizar datetime.strftime() para este fin.

from datetime import datetime

now = datetime.now()
formatted = now.strftime('%Y-%m-%d %H:%M:%S')
print(formatted)

Este método te permite controlar totalmente cómo se muestra tu objeto de fecha y hora en forma de cadena.

Solución de problemas comunes de strptime()

A continuación, se indican algunos errores comunes que puedes encontrar y cómo solucionarlos:

ValueError: los datos de tiempo «date_string» no coinciden con el formato «%Y-%m-%d %H:%M:%S».

El error más común se produce cuando la cadena de entrada no coincide con la cadena de formato. Comprueba que la cadena de entrada y la cadena de formato coincidan exactamente.

import datetime

# When input has two-digit year instead of four-digit year
date_str = '23-03-01'
date_obj = datetime.datetime.strptime(date_str, '%y-%m-%d')
# Raises ValueError: time data '23-03-01' does not match format '%y-%m-%d'

# When the input has missing leading zeros for hour and minute
time_str = '8:30'
time_obj = datetime.datetime.strptime(time_str, '%H:%M')
# Raises ValueError: time data '8:30' does not match format '%H:%M'

TypeError: el argumento 1 de strptime() debe ser str, no «int».

El siguiente error común se produce cuando pasas un entero a datetime.strptime() o time.strptime() en lugar de una cadena. Asegúrate de que todos los valores que pasas a la función sean cadenas.

# Example 1: Integer instead of string
date_int = 20230301
date_obj = datetime.datetime.strptime(date_int, '%Y%m%d')
# Raises TypeError: strptime() argument 1 must be str, not int

# Example 2: List instead of string
date_list = [2023, 3, 1]
date_obj = datetime.datetime.strptime(date_list, '%Y-%m-%d')
# Raises TypeError: strptime() argument 1 must be str, not list

ValueError: quedan datos sin convertir: «:00»

Este error se produce cuando quedan caracteres sobrantes en la cadena de entrada que no coinciden con la cadena de formato. Por ejemplo, este error se producirá si la cadena de formato solo especifica el año, el mes y el día, pero la cadena de entrada también contiene la hora del día. Para solucionar este error, asegúrate de que la cadena de formato coincida con toda la cadena de entrada.

# when input string contains time of day
date_str = '2023-03-01 12:30:00'
date_obj = datetime.datetime.strptime(date_str, '%Y-%m-%d')
# Raises ValueError: unconverted data remains:  12:30:00

# When input string contains extra characters
date_str = '2023-03-01T00:00:00Z'
date_obj = datetime.datetime.strptime(date_str, '%Y-%m-%d')
# Raises ValueError: unconverted data remains: T00:00:00Z

Conclusión

Se puede afirmar con seguridad que el método ` datetime.strptime() ` proporciona una forma flexible y potente de convertir cadenas en objetos de fecha y hora en Python, y que se puede utilizar para manejar una amplia gama de formatos de fecha y hora. ¿Por qué no descargas nuestra hoja de referencia con fechas y horarios para consultarla más adelante?

Una vez comprendidas las fechas y las horas, el siguiente paso es ponerlas en práctica en un proyecto. Te recomendamos que elijas uno de estos y consolides tu aprendizaje:

• Previsiones financieras en Python
• Intermediate Python para finanzas

Estamos de acuerdo en que los datos de fecha y hora en el mundo real son complicados, pero todo lo que necesitas es comprender los formatos y patrones que hay detrás de cada tipo de fecha y hora que tienes en tus datos y utilizar las bibliotecas que tienes de forma inteligente.