python：tzinfo 对象

class datetime.tzinfo
这是一个抽象基类，也就是说该类不应被直接实例化。 请定义 tzinfo 的子类来捕获有关特定时区的信息。

tzinfo 的（某个实体子类）的实例可以被传给 datetime 和 time 对象的构造器。 这些对象会将它们的属性视为对应于本地时间，并且 tzinfo 对象支持展示本地时间与 UTC 的差值、时区名称以及 DST 差值的方法，都是与传给它们的日期或时间对象的相对值。

你需要派生一个实体子类，并且（至少）提供你使用 datetime 方法所需要的标准 tzinfo 方法的实现。 datetime 模块提供了 timezone，这是 tzinfo 的一个简单实体子类，它能以与 UTC 的固定差值来表示不同的时区，例如 UTC 本身或北美的 EST 和 EDT。

对于封存操作的特殊要求：一个 tzinfo 子类必须具有可不带参数调用的 init() 方法，否则它虽然可以被封存，但可能无法再次解封。 这是个技术性要求，在未来可能会被取消。

一个 tzinfo 的实体子类可能需要实现以下方法。 具体需要实现的方法取决于感知型 datetime 对象如何使用它。 如果有疑问，可以简单地全都实现。

tzinfo.utcoffset(dt)
将本地时间与 UTC 时差返回为一个 timedelta 对象，如果本地时区在 UTC 以东则为正值。 如果本地时区在 UTC 以西则为负值。

这表示与 UTC 的 总计 时差；举例来说，如果一个 tzinfo 对象同时代表时区和 DST 调整，则 utcoffset() 应当返回两者的和。 如果 UTC 时差不确定则返回 None。 在其他情况下返回值必须为一个 timedelta 对象，其取值严格限制于 -timedelta(hours=24) 和 timedelta(hours=24) 之间（差值的幅度必须小于一天）。 大多数 utcoffset() 的实现看起来可能像是以下两者之一:

return CONSTANT # fixed-offset class
return CONSTANT + self.dst(dt) # daylight-aware class
如果 utcoffset() 返回值不为 None，则 dst() 也不应返回 None。

默认的 utcoffset() 实现会引发 NotImplementedError。

在 3.7 版更改: UTC 时差不再限制为一个整数分钟值。

tzinfo.dst(dt)
将夏令时（DST）调整返回为一个 timedelta 对象，如果 DST 信息未知则返回 None。

如果 DST 未启用则返回 timedelta(0)。 如果 DST 已启用则将差值作为一个 timedelta 对象返回（参见 utcoffset() 了解详情）。 请注意 DST 差值如果可用，就会直接被加入 utcoffset() 所返回的 UTC 时差，因此无需额外查询 dst() 除非你希望单独获取 DST 信息。 例如，datetime.timetuple() 会调用其 tzinfo 属性的 dst() 方法来确定应该如何设置 tm_isdst 旗标，而 tzinfo.fromutc() 会调用 dst() 来在跨越时区时处理 DST 的改变。

一个可以同时处理标准时和夏令时的 tzinfo 子类的实例 tz 必须在此情形中保持一致：

tz.utcoffset(dt) - tz.dst(dt)

必须为具有同样的 tzinfo 子类实例且 dt.tzinfo == tz 的每个 datetime 对象 dt 返回同样的结果，此表达式会产生时区的“标准时差”，它不应取决于具体日期或时间，只取决于地理位置。 datetime.astimezone() 的实现依赖此方法，但无法检测违反规则的情况；确保符合规则是程序员的责任。 如果一个 tzinfo 子类不能保证这一点，也许可以重载 tzinfo.fromutc() 的默认实现以便在任何情况下与 astimezone() 正确配合。

大多数 dst() 的实现可能会如以下两者之一:

def dst(self, dt):
    # a fixed-offset class:  doesn't account for DST
    return timedelta(0)

或者：

def dst(self, dt):
    # Code to set dston and dstoff to the time zone's DST
    # transition times based on the input dt.year, and expressed
    # in standard local time.

    if dston <= dt.replace(tzinfo=None) < dstoff:
        return timedelta(hours=1)
    else:
        return timedelta(0)

默认的 dst() 实现会引发 NotImplementedError。

在 3.7 版更改: DST 差值不再限制为一个整数分钟值。

tzinfo.tzname(dt)
将对应于 datetime 对象 dt 的时区名称作为字符串返回。 datetime 模块没有定义任何字符串名称相关内容，也不要求名称有任何特定含义。 例如 “GMT”, “UTC”, “-500”, “-5:00”, “EDT”, “US/Eastern”, “America/New York” 都是有效的返回值。 如果字符串名称未知则返回 None。 请注意这是一个方法而不是一个固定的字符串，这主要是因为某些 tzinfo 子类可能需要根据所传入的特定 dt 值返回不同的名称，特别是当 tzinfo 类要负责处理夏令时的时候。

默认的 tzname() 实现会引发 NotImplementedError。

这些方法会被 datetime 或 time 对象调用，用来与它们的同名方法相对应。 datetime 对象会将自身作为传入参数，而 time 对象会将 None 作为传入参数。 这样 tzinfo 子类的方法应当准备好接受 dt 参数值为 None 或是 datetime 类的实例。

当传入 None 时，应当由类的设计者来决定最佳回应方式。 例如，返回 None 适用于希望该类提示时间对象不参与 tzinfo 协议处理。 让 utcoffset(None) 返回标准 UTC 时差也许会更有用处，因为并没有其他可用于发现标准时差的约定惯例。

当传入一个 datetime 对象来回应 datetime 方法时，dt.tzinfo 与 self 是同一对象。 tzinfo 方法可以依赖这一点，除非用户代码直接调用了 tzinfo 方法。 此行为的目的是使得 tzinfo 方法将 dt 解读为本地时间，而不需要担心其他时区的相关对象。

还有一个额外的 tzinfo 方法，某个子类可能会希望重载它：

tzinfo.fromutc(dt)
此方法会由默认的 datetime.astimezone() 实现来调用。 当被其调用时，dt.tzinfo 为 self，并且 dt 的日期和时间数据会被视为表示 UTC 时间，fromutc() 的目标是调整日期和时间数据，返回一个等价的 datetime 来表示 self 的本地时间。

大多数 tzinfo 子类应该能够毫无问题地继承默认的 fromutc() 实现。 它的健壮性足以处理固定差值的时区以及同时负责标准时和夏令时的时区，对于后者甚至还能处理 DST 转换时间在各个年份有变化的情况。 一个默认 fromutc() 实现可能无法在所有情况下正确处理的例子是（与 UTC 的）标准时差取决于所经过的特定日期和时间，这种情况可能由于政治原因而出现。 默认的 astimezone() 和 fromutc() 实现可能无法生成你希望的结果，如果这个结果恰好是跨越了标准时差发生改变的时刻当中的某个小时值的话。

忽略针对错误情况的代码，默认 fromutc() 实现的行为方式如下:

def fromutc(self, dt):
    # raise ValueError error if dt.tzinfo is not self
    dtoff = dt.utcoffset()
    dtdst = dt.dst()
    # raise ValueError if dtoff is None or dtdst is None
    delta = dtoff - dtdst  # this is self's standard offset
    if delta:
        dt += delta   # convert to standard local time
        dtdst = dt.dst()
        # raise ValueError if dtdst is None
    if dtdst:
        return dt + dtdst
    else:
        return dt

在以下 tzinfo_examples.py 文件中有一些 tzinfo 类的例子：

from datetime import tzinfo, timedelta, datetime

ZERO = timedelta(0)
HOUR = timedelta(hours=1)
SECOND = timedelta(seconds=1)

# A class capturing the platform's idea of local time.
# (May result in wrong values on historical times in
#  timezones where UTC offset and/or the DST rules had
#  changed in the past.)
import time as _time

STDOFFSET = timedelta(seconds = -_time.timezone)
if _time.daylight:
    DSTOFFSET = timedelta(seconds = -_time.altzone)
else:
    DSTOFFSET = STDOFFSET

DSTDIFF = DSTOFFSET - STDOFFSET

class LocalTimezone(tzinfo):

    def fromutc(self, dt):
        assert dt.tzinfo is self
        stamp = (dt - datetime(1970, 1, 1, tzinfo=self)) // SECOND
        args = _time.localtime(stamp)[:6]
        dst_diff = DSTDIFF // SECOND
        # Detect fold
        fold = (args == _time.localtime(stamp - dst_diff))
        return datetime(*args, microsecond=dt.microsecond,
                        tzinfo=self, fold=fold)

    def utcoffset(self, dt):
        if self._isdst(dt):
            return DSTOFFSET
        else:
            return STDOFFSET

    def dst(self, dt):
        if self._isdst(dt):
            return DSTDIFF
        else:
            return ZERO

    def tzname(self, dt):
        return _time.tzname[self._isdst(dt)]

    def _isdst(self, dt):
        tt = (dt.year, dt.month, dt.day,
              dt.hour, dt.minute, dt.second,
              dt.weekday(), 0, 0)
        stamp = _time.mktime(tt)
        tt = _time.localtime(stamp)
        return tt.tm_isdst > 0

Local = LocalTimezone()


# A complete implementation of current DST rules for major US time zones.

def first_sunday_on_or_after(dt):
    days_to_go = 6 - dt.weekday()
    if days_to_go:
        dt += timedelta(days_to_go)
    return dt


# US DST Rules
#
# This is a simplified (i.e., wrong for a few cases) set of rules for US
# DST start and end times. For a complete and up-to-date set of DST rules
# and timezone definitions, visit the Olson Database (or try pytz):
# http://www.twinsun.com/tz/tz-link.htm
# https://sourceforge.net/projects/pytz/ (might not be up-to-date)
#
# In the US, since 2007, DST starts at 2am (standard time) on the second
# Sunday in March, which is the first Sunday on or after Mar 8.
DSTSTART_2007 = datetime(1, 3, 8, 2)
# and ends at 2am (DST time) on the first Sunday of Nov.
DSTEND_2007 = datetime(1, 11, 1, 2)
# From 1987 to 2006, DST used to start at 2am (standard time) on the first
# Sunday in April and to end at 2am (DST time) on the last
# Sunday of October, which is the first Sunday on or after Oct 25.
DSTSTART_1987_2006 = datetime(1, 4, 1, 2)
DSTEND_1987_2006 = datetime(1, 10, 25, 2)
# From 1967 to 1986, DST used to start at 2am (standard time) on the last
# Sunday in April (the one on or after April 24) and to end at 2am (DST time)
# on the last Sunday of October, which is the first Sunday
# on or after Oct 25.
DSTSTART_1967_1986 = datetime(1, 4, 24, 2)
DSTEND_1967_1986 = DSTEND_1987_2006

def us_dst_range(year):
    # Find start and end times for US DST. For years before 1967, return
    # start = end for no DST.
    if 2006 < year:
        dststart, dstend = DSTSTART_2007, DSTEND_2007
    elif 1986 < year < 2007:
        dststart, dstend = DSTSTART_1987_2006, DSTEND_1987_2006
    elif 1966 < year < 1987:
        dststart, dstend = DSTSTART_1967_1986, DSTEND_1967_1986
    else:
        return (datetime(year, 1, 1), ) * 2

    start = first_sunday_on_or_after(dststart.replace(year=year))
    end = first_sunday_on_or_after(dstend.replace(year=year))
    return start, end


class USTimeZone(tzinfo):

    def __init__(self, hours, reprname, stdname, dstname):
        self.stdoffset = timedelta(hours=hours)
        self.reprname = reprname
        self.stdname = stdname
        self.dstname = dstname

    def __repr__(self):
        return self.reprname

    def tzname(self, dt):
        if self.dst(dt):
            return self.dstname
        else:
            return self.stdname

    def utcoffset(self, dt):
        return self.stdoffset + self.dst(dt)

    def dst(self, dt):
        if dt is None or dt.tzinfo is None:
            # An exception may be sensible here, in one or both cases.
            # It depends on how you want to treat them.  The default
            # fromutc() implementation (called by the default astimezone()
            # implementation) passes a datetime with dt.tzinfo is self.
            return ZERO
        assert dt.tzinfo is self
        start, end = us_dst_range(dt.year)
        # Can't compare naive to aware objects, so strip the timezone from
        # dt first.
        dt = dt.replace(tzinfo=None)
        if start + HOUR <= dt < end - HOUR:
            # DST is in effect.
            return HOUR
        if end - HOUR <= dt < end:
            # Fold (an ambiguous hour): use dt.fold to disambiguate.
            return ZERO if dt.fold else HOUR
        if start <= dt < start + HOUR:
            # Gap (a non-existent hour): reverse the fold rule.
            return HOUR if dt.fold else ZERO
        # DST is off.
        return ZERO

    def fromutc(self, dt):
        assert dt.tzinfo is self
        start, end = us_dst_range(dt.year)
        start = start.replace(tzinfo=self)
        end = end.replace(tzinfo=self)
        std_time = dt + self.stdoffset
        dst_time = std_time + HOUR
        if end <= dst_time < end + HOUR:
            # Repeated hour
            return std_time.replace(fold=1)
        if std_time < start or dst_time >= end:
            # Standard time
            return std_time
        if start <= std_time < end - HOUR:
            # Daylight saving time
            return dst_time


Eastern  = USTimeZone(-5, "Eastern",  "EST", "EDT")
Central  = USTimeZone(-6, "Central",  "CST", "CDT")
Mountain = USTimeZone(-7, "Mountain", "MST", "MDT")
Pacific  = USTimeZone(-8, "Pacific",  "PST", "PDT")

请注意同时负责标准时和夏令时的 tzinfo 子类在每年两次的 DST 转换点上会出现不可避免的微妙问题。具体而言，考虑美国东部时区 (UTC -0500)，它的 EDT 从三月的第二个星期天 1:59 (EST) 之后一分钟开始，并在十一月的第一天星期天 1:59 (EDT) 之后一分钟结束:

UTC 3:MM 4:MM 5:MM 6:MM 7:MM 8:MM
EST 22:MM 23:MM 0:MM 1:MM 2:MM 3:MM
EDT 23:MM 0:MM 1:MM 2:MM 3:MM 4:MM

start 22:MM 23:MM 0:MM 1:MM 3:MM 4:MM

end 23:MM 0:MM 1:MM 1:MM 2:MM 3:MM
当 DST 开始时（即 “start” 行），本地时钟从 1:59 跳到 3:00。 形式为 2:MM 的时间值在那一天是没有意义的，因此在 DST 开始那一天 astimezone(Eastern) 不会输出包含 hour == 2 的结果。 例如，在 2016 年春季时钟向前调整时，我们得到:

>>>
from datetime import datetime, timezone
from tzinfo_examples import HOUR, Eastern
u0 = datetime(2016, 3, 13, 5, tzinfo=timezone.utc)
for i in range(4):
    u = u0 + i*HOUR
    t = u.astimezone(Eastern)
    print(u.time(), 'UTC =', t.time(), t.tzname())

05:00:00 UTC = 00:00:00 EST
06:00:00 UTC = 01:00:00 EST
07:00:00 UTC = 03:00:00 EDT
08:00:00 UTC = 04:00:00 EDT

当 DST 结束时（见 “end” 行），会有更糟糕的潜在问题：本地时间值中有一个小时是不可能没有歧义的：夏令时的最后一小时。 即以北美东部时间表示当天夏令时结束时的形式为 5:MM UTC 的时间。 本地时钟从 1:59 (夏令时) 再次跳回到 1:00 (标准时)。 形式为 1:MM 的本地时间就是有歧义的。 此时 astimezone() 是通过将两个相邻的 UTC 小时映射到两个相同的本地小时来模仿本地时钟的行为。 在这个北美东部时间的示例中，形式为 5:MM 和 6:MM 的 UTC 时间在转换为北美东部时间时都将被映射到 1:MM，但前一个时间会将 fold 属性设为 0 而后一个时间会将其设为 1。 例如，在 2016 年秋季时钟往回调整时，我们得到:

>>>
u0 = datetime(2016, 11, 6, 4, tzinfo=timezone.utc)
for i in range(4):
    u = u0 + i*HOUR
    t = u.astimezone(Eastern)
    print(u.time(), 'UTC =', t.time(), t.tzname(), t.fold)

04:00:00 UTC = 00:00:00 EDT 0
05:00:00 UTC = 01:00:00 EDT 0
06:00:00 UTC = 01:00:00 EST 1
07:00:00 UTC = 02:00:00 EST 0

请注意不同的 datetime 实例仅通过 fold 属性值来加以区分，它们在比较时会被视为相等。

不允许时间显示存在歧义的应用需要显式地检查 fold 属性的值，或者避免使用混合式的 tzinfo 子类；当使用 timezone 或者任何其他固定差值的 tzinfo 子类例如仅表示 EST（固定差值 -5 小时）或仅表示 EDT（固定差值 -4 小时）的类时是不会有歧义的。

参见
zoneinfo
datetime 模块有一个基本 timezone 类（用来处理任意与 UTC 的固定时差）及其 timezone.utc 属性（一个 UTC 时区实例）。

zoneinfo 为 Python 带来了 IANA时区数据库 （也被称为 Olson 数据库），推荐使用它。

IANA 时区数据库
该时区数据库 (通常称为 tz, tzdata 或 zoneinfo) 包含大量代码和数据用来表示全球许多有代表性的地点的本地时间的历史信息。 它会定期进行更新以反映各政治实体对时区边界、UTC 差值和夏令时规则的更改。