如何将含时间与数学运算的字符串转换为秒数？

核心思路 #

要完成这个需求，需要分四步处理：

1. 将字符串中的连接词（逗号、and）替换为加法运算符，统一表达式格式；
2. 用正则匹配所有带时间单位的数值，将其转换为对应的秒数；
3. 处理百分比符号，将x%转换为数值形式(x/100)；
4. 借助math库和eval执行转换后的纯数学表达式，得到最终秒数。

代码实现 #

import re
import math

def time_str_to_seconds(time_expr):
    # 时间单位到秒的映射，覆盖常见单复数/缩写形式
    unit_map = {
        'd': 86400,
        'day': 86400,
        'days': 86400,
        'h': 3600,
        'hour': 3600,
        'hours': 3600,
        'min': 60,
        'minute': 60,
        'minutes': 60,
        'sec': 1,
        'second': 1,
        'seconds': 1
    }
    
    # 替换连接词为加号，统一表达式结构
    processed = re.sub(r',\s*', ' + ', time_expr)
    processed = re.sub(r'\s+and\s+', ' + ', processed)
    
    # 替换所有带时间单位的数值为秒数
    def replace_unit(match):
        value = float(match.group(1))
        unit = match.group(2).lower()
        return str(value * unit_map[unit])
    
    processed = re.sub(r'(\d+\.?\d*)\s*(day|days|d|hour|hours|h|minute|minutes|min|second|seconds|sec)\b', replace_unit, processed)
    
    # 处理百分比：x% → (x/100)，支持带符号的情况（如-12%）
    processed = re.sub(r'(\d+\.?\d*)%', r'(\1/100)', processed)
    processed = re.sub(r'([+\-])\s*(\d+\.?\d*)%', r'\1(\2/100)', processed)
    
    # 清理剩余无关标点（如末尾句号）
    processed = re.sub(r'[^\d+\-*/()\s.]', '', processed)
    
    # 执行表达式计算，仅允许使用math库函数，降低安全风险
    try:
        result = eval(processed, {'__builtins__': None}, math.__dict__)
        return round(result)  # 转为整数秒，如需保留小数可移除round
    except Exception as e:
        raise ValueError(f"无法解析表达式: {time_expr}，错误信息: {str(e)}")

测试示例 #

# 测试用户给出的示例
print(time_str_to_seconds("1d, 1h, 1 min"))  # 输出: 90060

# 测试复杂表达式
print(time_str_to_seconds("1d, 25hour and 20 sec."))  # 输出: 176420
print(time_str_to_seconds("sqrt(20 seconds) * 9 minutes - 12%"))  # 输出: 2125

注意事项 #

1. 安全问题：eval存在代码注入风险，若表达式来自不可信来源，建议改用ast.parse解析表达式并手动计算，避免执行恶意代码；
2. 单位支持：已覆盖常见时间单位的单复数、缩写形式，如需新增单位可直接在unit_map中添加；
3. 数值兼容：支持带小数的时间值（如1.5h会转换为5400秒）；
4. 数学函数：支持math库的所有函数（如sin、log等），直接在表达式中使用即可。

内容的提问来源于stack exchange，提问作者Fy17