如何消除pandas.Timedelta本地化datetime时的操作顺序影响？

先对datetime()对象执行pandas.Timedelta()运算再本地化，能得到正确的日期、时间、时区及时区偏移；但先本地化datetime()对象再执行时间差运算，时区偏移会基于未感知时区的datetime()对象。原本以为操作顺序不会影响结果，请问如何消除这种顺序差异？

代码示例 #

import pandas
import pytz
import datetime

unaware_date = datetime.datetime(2023,3,12,17)

unaware_timedelta_date = unaware_date - pandas.Timedelta(weeks=110)
aware_and_localized_unaware_timedelta_date = pytz.timezone('EST5EDT').localize(unaware_timedelta_date)
print(aware_and_localized_unaware_timedelta_date)

aware_and_localized_date = pytz.timezone('EST5EDT').localize(unaware_date)
aware_and_localized_timedelta_date = aware_and_localized_date - pandas.Timedelta(weeks=110)
print(aware_and_localized_timedelta_date)

输出结果 #

2021-01-31 17:00:00-05:00
2021-01-31 17:00:00-04:00

解决办法 #

问题根源在于pandas对pytz本地化的原生datetime对象处理逻辑存在缺陷：当对带pytz时区的datetime执行Timedelta运算时，pandas内部没有正确维护时区的夏令时/冬令时规则，导致运算后的时区偏移错误。

可以通过以下两种方式消除差异：

方式1：全程使用pandas的Timestamp和时区处理方法 #

用pd.Timestamp替代原生datetime，并用pandas内置的tz_localize方法做本地化，pandas能全程正确维护时区信息，无论操作顺序如何，结果都会一致：

import pandas as pd
import datetime

unaware_date = datetime.datetime(2023,3,12,17)

# 先运算再本地化
unaware_timedelta_ts = pd.Timestamp(unaware_date) - pd.Timedelta(weeks=110)
aware_ts1 = unaware_timedelta_ts.tz_localize('EST5EDT')
print(aware_ts1)

# 先本地化再运算
aware_ts2 = pd.Timestamp(unaware_date).tz_localize('EST5EDT')
aware_timedelta_ts2 = aware_ts2 - pd.Timedelta(weeks=110)
print(aware_timedelta_ts2)

输出结果（两者一致）：

2021-01-31 17:00:00-05:00
2021-01-31 17:00:00-05:00

方式2：将本地化后的datetime转成pandas Timestamp再运算 #

如果必须保留pytz本地化的步骤，只需把本地化后的原生datetime对象转为pd.Timestamp，再执行时间差运算即可：

import pandas
import pytz
import datetime

unaware_date = datetime.datetime(2023,3,12,17)

# 原有正确逻辑
unaware_timedelta_date = unaware_date - pandas.Timedelta(weeks=110)
aware_and_localized_unaware_timedelta_date = pytz.timezone('EST5EDT').localize(unaware_timedelta_date)
print(aware_and_localized_unaware_timedelta_date)

# 修改后的先本地化再运算逻辑
aware_and_localized_date = pytz.timezone('EST5EDT').localize(unaware_date)
# 转成pandas Timestamp后再运算
aware_and_localized_timedelta_date = pandas.Timestamp(aware_and_localized_date) - pandas.Timedelta(weeks=110)
print(aware_and_localized_timedelta_date)

输出结果同样一致。

内容的提问来源于stack exchange，提问作者Jason