O formato para o qual você quer converter (com o "T" e o "Z") é definido pela norma ISO 8601. E o "Z" no final indica que a data e hora está em UTC.
O problema é que na string só temos a data e hora, então não tem como converter para UTC sem assumir algumas premissas arbitrárias (que impactarão diretamente no resultado final).
Explicando um pouco melhor: quando a string só tem a data e hora, o datetime
retornado por strptime
é chamado de "naive" (em tradução literal, "ingênuo"), que é quando ele não tem informações sobre o timezone (fuso horário).
No seu caso, a string "01/01/2018 13:00:40"
gera um datetime
correspondente a 1 de janeiro de 2018, às 13:00:40. Mas em qual timezone? Não dá para saber, pois o datetime
gerado é naive. Isso pode ser verificado usando as regras descritas na documentação:
from datetime import datetime
dt = datetime.strptime("01/01/2018 13:00:40", "%d/%m/%Y %H:%M:%S")
# verificar se é naive
print(dt.tzinfo is None or dt.tzinfo.utcoffset(dt) is None) # True
No caso, o tzinfo
é a informação sobre o timezone.
Como o datetime
não possui informação sobre o timezone, não temos como saber qual o valor correspondente em UTC. Pois em cada parte do mundo (em cada timezone/fuso-horário), o instante correspondente a 1 de janeiro de 2018 às 13h ocorreu um momento diferente, e portanto a data e hora em UTC será diferente.
Por exemplo, se consideramos "1 de janeiro de 2018 às 13:00:40 no Horário de Brasília", então ao converter para UTC o resultado deve ser "2018-01-01T15:00:40Z" - repare que o horário em UTC é 15h, já que em janeiro de 2018 o Horário de Brasília estava em horário de verão, e portanto 2 horas a menos que UTC.
Mas se considerarmos "1 de janeiro de 2018 às 13:00:40 no fuso horário do Japão", ao converter para UTC o resultado seria "2018-01-01T04:00:40Z" (o horário mudou para 4 da manhã), pois o fuso do Japão está 9 horas à frente do UTC.
E dependendo do lugar, até mesmo o dia e mês podem ser diferentes. "1 de janeiro de 2018 às 13:00:40 no fuso horário de Samoa" em UTC é "2017-12-31T23:00:40Z" (31 de dezembro de 2017, às 23:00:40), e "1 de janeiro de 2018 às 13:00:40 no fuso horário de Niue" (um pequeno país insular do Pacífico Sul) em UTC é "2018-01-02T00:00:40Z" (meia-noite do dia 2 de janeiro de 2018).
Ou seja, dependendo do timezone ao qual a data e hora se referem, o resultado em UTC será diferente. E como a string "01/01/2018 13:00:40"
não tem nenhuma informação sobre o timezone, as opções são: escolher um arbitrariamente, ou usar o default que estiver configurado no sistema.
Considerar o timezone do sistema
Podemos simplesmente usar o método astimezone
, passando como parâmetro um timezone correspondente a UTC. Segundo a documentação: "If self is naive, it is presumed to represent time in the system timezone"; ou seja, quando o datetime
for naive (o que é o nosso caso), assume-se que a data e hora estão no "timezone do sistema".
Para obter um timezone correspondente a UTC temos duas opções. A primeira é construir um objeto timezone
, passando como parâmetros o offset (a diferença com relação a UTC) e o nome. Como quero um timezone que corresponde a UTC, o offset é zero (e para isso usamos um timedelta
). E o nome é "Z", pois aí posso usar o formato %Z
(que segundo a documentação, imprime o nome do timezone):
from datetime import datetime, timezone, timedelta
dt = datetime.strptime("01/01/2018 13:00:40", "%d/%m/%Y %H:%M:%S")
dt = dt.astimezone(timezone(timedelta(hours=0), 'Z'))
print(dt.strftime("%Y-%m-%dT%H:%M:%S%Z"))
Eu não usei o método isoformat
porque em vez do "Z", ele imprime o offset (no caso, "+00:00", e aí eu teria que usar um replace('+00:00', 'Z')
). Em vez disso, usei uma string de formatação com os campos específicos, incluindo o %Z
para mostrar o nome que defini no construtor de timezone
.
Outra opção (para Python <= 3.8) é usar o módulo pytz
, que possui suporte aos timezones da IANA (muitíssimo recomendado se você quiser se manter atualizado quanto às constantes mudanças nos timezones, como por exemplo, as regras de horário de verão, que mudam o tempo todo). Ele já possui um timezone específico para UTC:
import pytz
from datetime import datetime
dt = datetime.strptime("01/01/2018 13:00:40", "%d/%m/%Y %H:%M:%S")
dt = dt.astimezone(pytz.utc)
print(dt.strftime("%Y-%m-%dT%H:%M:%S%Z").replace('UTC', 'Z'))
O problema é que o nome do timezone é "UTC" (e não "Z"), e testando todas as opções disponíveis para strftime
, nenhuma retornou "Z". Então o jeito foi fazer um replace
no final.
Uma desvantagem desta solução é que você fica completamente dependente do timezone do sistema, e o resultado pode variar muito. Por exemplo, na minha máquina o resultado foi 2018-01-01T15:00:40Z
(15h em vez de 13h), já que no meu sistema o timezone corresponde ao Horário de Brasília. Mas rodando no IdeOne.com e no Repl.it, o resultado foi 2018-01-01T13:00:40Z
(13h, provavelmente porque esses ambientes estão configurados com UTC).
Outro teste para mostrar como o resultado varia conforme a configuração é ficar mudando o timezone do ambiente. Por exemplo, no Linux você pode setar a variável TZ
para mudar o timezone. No caso, eu rodei o seguinte script (em um arquivo chamado date_test.py
):
import pytz
from datetime import datetime, timezone, timedelta
dt = datetime.strptime("01/01/2018 13:00:40", "%d/%m/%Y %H:%M:%S")
print('--- sem timezone')
print(dt.strftime("%Y-%m-%dT%H:%M:%S%Z"))
print('--- converter para UTC')
dt = datetime.strptime("01/01/2018 13:00:40", "%d/%m/%Y %H:%M:%S")
dt = dt.astimezone(pytz.utc)
print(dt.strftime("%Y-%m-%dT%H:%M:%S%Z").replace('UTC', 'Z'))
print('--- converter para UTC com timedelta')
dt = datetime.strptime("01/01/2018 13:00:40", "%d/%m/%Y %H:%M:%S")
dt = dt.astimezone(timezone(timedelta(hours=0), 'Z'))
print(dt.strftime("%Y-%m-%dT%H:%M:%S%Z"))
Na linha de comando, eu setei a variável TZ
para diferentes timezones:
$ TZ=Pacific/Niue python3 date_test.py
--- sem timezone
2018-01-01T13:00:40
--- converter para UTC
2018-01-02T00:00:40Z
--- converter para UTC com timedelta
2018-01-02T00:00:40Z
$ TZ=America/Sao_Paulo python3 date_test.py
--- sem timezone
2018-01-01T13:00:40
--- converter para UTC
2018-01-01T15:00:40Z
--- converter para UTC com timedelta
2018-01-01T15:00:40Z
$ TZ=Asia/Tokyo python3 date_test.py
--- sem timezone
2018-01-01T13:00:40
--- converter para UTC
2018-01-01T04:00:40Z
--- converter para UTC com timedelta
2018-01-01T04:00:40Z
$ TZ=Pacific/Apia python3 date_test.py
--- sem timezone
2018-01-01T13:00:40
--- converter para UTC
2017-12-31T23:00:40Z
--- converter para UTC com timedelta
2017-12-31T23:00:40Z
Repare como cada timezone resulta em um valor diferente (confirmando o que já foi explicado anteriormente).
Para evitar isso, outra solução seria considerar que a string refere-se a um timezone específico.
Considerar um timezone específico antes de converter para UTC
Neste caso, vou usar o módulo pytz
(recomendável para Python <= 3.8 - ao final também falo da alternativa para Python >= 3.9), já que ele possui suporte aos timezones da IANA (que são os nomes no formato Continente/Regiao
usados no exemplo anterior).
A vantagem do pytz
é que não precisamos usar timedelta
, já que isso é extremamente propenso a erros. Existe uma explicação mais detalhada nesta resposta (na seção "Não use timedelta
"), mas basicamente: um identificador como America/Sao_Paulo
possui todo o histórico de alterações deste timezone, como por exemplo as mudanças de horário de verão (quando ocorreram, e qual o offset antes e depois da mudança).
Por exemplo, no timezone America/Sao_Paulo
(que corresponde ao Horário de Brasília), durante o horário de verão o offset é -02:00
(2 horas a menos que UTC), mas durante o horário "normal" é -03:00
(3 horas a menos que UTC). Só que as regras variam muito de um ano para outro (em cada ano, o horário de verão começa e termina em uma data diferente, fora os anos em que não teve). Se você fosse usar timedelta
, teria que saber se a data e hora que está manipulando corresponde ao horário de verão ou não, caso contrário seria usado o valor incorreto (e consequentemente a conversão para UTC ficaria errada). Mas usando o identificador America/Sao_Paulo
, o pytz
já consulta o histórico do timezone e usa o valor correto (ele faz o "trabalho sujo" para você).
A desvantagem do pytz
já vimos acima (tem que fazer o replace
), mas dadas as vantagens (não precisar "adivinhar" o offset correto de cada timezone em cada época), nesse caso eu acho perfeitamente aceitável.
O código fica assim:
from datetime import datetime
import pytz
dt = datetime.strptime("01/01/2018 13:00:40", "%d/%m/%Y %H:%M:%S")
# setar o timezone (sem conversão)
dt = pytz.timezone('America/Sao_Paulo').localize(dt)
# converter para UTC
dt = dt.astimezone(pytz.utc)
print(dt.strftime("%Y-%m-%dT%H:%M:%S%Z").replace('UTC', 'Z'))
Neste caso, eu assumi que a string "01/01/2018 13:00:40"
corresponde a uma data e hora no Horário de Brasília. Esta é a premissa arbitrária que mencionei no início. Como não temos nenhuma informação sobre o timezone ao qual a string se refere, temos que assumir algum timezone específico, a fim de não depender do que estiver configurado no sistema (se você tiver esta informação sobre o timezone em algum lugar, use o correto em vez de America/Sao_Paulo
).
Então primeiro eu seto o timezone no datetime
(que deixa de ser naive), e depois eu converto para UTC. Agora o retorno sempre é 2018-01-01T15:00:40Z
, independente do timezone que estiver configurado no sistema (veja no IdeOne.com e no Repl.it, por exemplo). Se eu fizer o teste acima mudando a variável TZ
, o resultado continua sendo 2018-01-01T15:00:40Z
, pois agora o código sempre assume que a data e hora está no Horário de Brasília antes de converter para UTC (não depende mais do timezone do sistema).
Obs: se você assumir que a string representa uma data e hora em UTC, então bastaria fazer:
dt = datetime.strptime("01/01/2018 13:00:40", "%d/%m/%Y %H:%M:%S")
dt = pytz.utc.localize(dt)
print(dt.strftime("%Y-%m-%dT%H:%M:%S%Z").replace('UTC', 'Z'))
Agora o retorno sempre será 2018-01-01T13:00:40Z
, independente do timezone do sistema.
Obviamente que neste caso específico você até poderia usar isoformat()
ou dt.strftime("%Y-%m-%dT%H:%M:%S")
e concatenar o "Z", mas eu ainda prefiro usar localize
, pois o datetime
deixa de ser naive e passa a representar uma data e hora em UTC (o que evita erros caso você precise convertê-la para outro timezone, por exemplo).
Python >= 3.9
A partir do Python 3.9 é possível usar o módulo zoneinfo
, que também possui suporte aos timezones da IANA. Seu funcionamento é similar ao pytz
.
Por exemplo, para o caso de considerar que a data está em um timezone específico antes de converter para UTC:
from datetime import datetime
from zoneinfo import ZoneInfo
# considerar que a data está no timezone America/Sao_Paulo
dt = datetime.strptime("01/01/2018 13:00:40", "%d/%m/%Y %H:%M:%S").replace(tzinfo=ZoneInfo('America/Sao_Paulo'))
# converter para UTC
dt = dt.astimezone(ZoneInfo('UTC'))
print(dt.strftime("%Y-%m-%dT%H:%M:%S%Z").replace('UTC', 'Z')) # 2018-01-01T15:00:40Z
Ou, se quer considerar que a data já está em UTC:
from datetime import datetime
from zoneinfo import ZoneInfo
dt = datetime.strptime("01/01/2018 13:00:40", "%d/%m/%Y %H:%M:%S").replace(tzinfo=ZoneInfo('UTC'))
print(dt.strftime("%Y-%m-%dT%H:%M:%S%Z").replace('UTC', 'Z')) # 2018-01-01T13:00:40Z
Z
no final indica que a data está em UTC. Então é importante saber em qual timezone está a data de entrada. Por exemplo, se01/01/2018 13:00:40
é uma data e hora no horário de Brasília, ao converter para UTC ela vira2018-01-01T15:00:40Z
(em 1 de janeiro está em horário de verão, portanto 2 horas antes de UTC -> 13h em Brasília = 15h UTC (Z
)). Sem saber qual o timezone da data de entrada, não há como saber o valor correspondente em UTC - não é só colocar um "Z" no final e pronto :-)