Python中显式指定格式时如何解析时间字符串中的Z？

在Python 3.11中，datetime.fromisoformat可以直接将时间字符串中的Z解析为UTC时区：

import datetime as dt

dt.datetime.fromisoformat('2020-01-01T03:04:05Z')
# 输出：datetime.datetime(2020, 1, 1, 3, 4, 5, tzinfo=datetime.timezone.utc)

但如果想要显式指定格式来解析，直接使用%Z格式符会触发报错：

dt.datetime.strptime('2020-01-01T03:04:05Z', '%Y-%m-%dT%H:%M:%S%Z')

完整报错信息：

---------------------------------------------------------------------------
ValueError                                Traceback (most recent call last)
Cell In[16], line 1
----> 1 dt.datetime.strptime('2020-01-01T03:04:05Z', '%Y-%m-%dT%H:%M:%S%Z')

File /usr/lib/python3.11/_strptime.py:568, in _strptime_datetime(cls, data_string, format)
    565 def _strptime_datetime(cls, data_string, format="%a %b %d %H:%M:%S %Y"):
    566     """Return a class cls instance based on the input string and the
    567     format string."""
--> 568     tt, fraction, gmtoff_fraction = _strptime(data_string, format)
    569     tzname, gmtoff = tt[-2:]
    570     args = tt[:6] + (fraction,)

File /usr/lib/python3.11/_strptime.py:349, in _strptime(data_string, format)
    347 found = format_regex.match(data_string)
    348 if not found:
--> 349     raise ValueError("time data %r does not match format %r" %
    350                      (data_string, format))
    351 if len(data_string) != found.end():
    352     raise ValueError("unconverted data remains: %s" %
    353                       data_string[found.end():])

ValueError: time data '2020-01-01T03:04:05Z' does not match format '%Y-%m-%dT%H:%M:%S%Z'

如果将格式写为%Y-%m-%dT%H:%M:%SZ，虽然能成功解析，但不会把Z识别为时区信息：

dt.datetime.strptime('2020-01-01T03:04:05Z', '%Y-%m-%dT%H:%M:%SZ')
# 输出：datetime.datetime(2020, 1, 1, 3, 4, 5)

可行的解决方法 #

• 方法1：解析后手动添加UTC时区
  先按不含时区的格式解析，再通过replace方法为结果添加UTC时区：

dt_obj = dt.datetime.strptime('2020-01-01T03:04:05Z', '%Y-%m-%dT%H:%M:%SZ')
dt_obj_with_tz = dt_obj.replace(tzinfo=dt.timezone.utc)
# 输出：datetime.datetime(2020, 1, 1, 3, 4, 5, tzinfo=datetime.timezone.utc)

• 方法2：替换Z为+0000后用%z解析
  %z格式符支持解析±HHMM形式的时区偏移，因此可以先将字符串中的Z替换为+0000，再用对应格式解析：

time_str = '2020-01-01T03:04:05Z'
dt.datetime.strptime(time_str.replace('Z', '+0000'), '%Y-%m-%dT%H:%M:%S%z')
# 输出：datetime.datetime(2020, 1, 1, 3, 4, 5, tzinfo=datetime.timezone.utc)

• 方法3：直接使用fromisoformat（推荐）
  如果不需要强制显式指定格式，Python 3.11+的fromisoformat已经原生支持解析带Z的ISO时间字符串，是最简洁高效的方式，正如开头示例。

内容的提问来源于stack exchange，提问作者ignoring_gravity