为何转换时区后部分Python datetime对象比较结果不相等？

夏令时前进（跳过时间）场景 #

代码示例 #

from datetime import datetime, timedelta
from zoneinfo import ZoneInfo

chi = ZoneInfo("America/Chicago")
nyc = ZoneInfo("America/New_York")
dt1 = datetime(2024, 3, 10, 3, 30, tzinfo=chi)
dt2 = datetime(2024, 3, 10, 2, 30, tzinfo=chi)
print(dt1 == dt1.astimezone(nyc))
print(dt2 == dt2.astimezone(nyc))

运行结果 #

True
False

原因分析 #

美国中部时区（Chicago）在2024年3月10日凌晨2点会执行夏令时前进调整：时钟直接从2点跳到3点，2:00到3:00之间的所有时间都是不存在的无效时间。

• dt1的3:30是夏令时调整后的有效时间，转换到纽约时区后本质对应同一个UTC时间点，因此比较返回True。
• dt2的2:30是完全不存在的时间，直接用tzinfo=chi创建该对象时，Python无法将其映射到真实时间轴，内部存储的时间戳是错误的。调用astimezone(nyc)时，Python会自动把这个无效时间修正为实际存在的时间，转换后的对象和原dt2的时间戳不一致，所以比较返回False。

夏令时回退（重复时间）场景 #

代码示例 #

from datetime import datetime, timedelta
from zoneinfo import ZoneInfo

chi = ZoneInfo("America/Chicago")
nyc = ZoneInfo("America/New_York")
dt1 = datetime(2024, 11, 3, 2, 30, tzinfo=chi)
dt2 = datetime(2024, 11, 3, 1, 30, tzinfo=chi)
print(dt1 == dt1.astimezone(nyc))
print(dt2 == dt2.astimezone(nyc))

原因分析 #

美国中部时区在2024年11月3日凌晨2点会执行夏令时回退调整：时钟从2点倒回1点，1:00到2:00之间的时间会重复出现两次（第一次是夏令时CDT，第二次是冬令时CST）。

• dt1的2:30是回退后的有效时间，转换时区后对应同一个UTC时间，比较返回True。
• dt2的1:30是模糊时间，创建时Python默认将其解析为第一次出现的CDT时区时间；但调用astimezone(nyc)转换后再转回芝加哥时区时，会被解析为第二次出现的CST时区时间，两者对应的UTC时间不同，因此比较返回False。

总结 #

当创建的datetime对象对应时区中不存在的无效时间或重复的模糊时间时，直接赋值tzinfo会导致对象内部存储的时间戳与真实时间不符。而astimezone方法会自动修正这些时间到真实时间轴上，导致转换前后的对象本质对应不同时间点，比较结果为False。

内容的提问来源于stack exchange，提问作者no step on snek