如何在 Python 中将 ISO 8601 时间戳转换为日期并计算日期差值

本文详解如何使用 pandas 的 `to_datetime()` 将含时区的 iso 格式字符串（如 `'2025-02-06t00:00:00.000z'`）安全转换为 datetime 类型，并准确计算两列日期间的天数差，避免 `typeerror: unsupported operand type(s) for -: 'str' and 'str'`。

在处理真实业务数据（如 API 返回、日志或数据库导出）时，时间字段常以 ISO 8601 标准格式存储，例如 '2025-02-06T00:00:00.000Z'。该格式虽人类可读，但在 pandas 中默认被识别为字符串（object 类型），无法直接参与算术运算——这也是你遇到 TypeError: unsupported operand type(s) for -: 'str' and 'str' 的根本原因。

正确做法是：先统一转换为 datetime64[ns, UTC] 类型，再执行减法，最后用 .dt.days 提取整数天数差。pd.to_datetime() 是最健壮的解决方案，它能自动识别 Z（表示 UTC 时区）、毫秒精度及 ISO 格式，无需手动指定 format 参数（除非性能极端敏感或格式异常）。

以下为完整可运行示例：

import pandas as pd

# 构造示例数据
data = {
    'ID': ['089', '983', '037', '654'],
    'Schedule_Date': ['2025-02-06T00:00:00.000Z', '2025-03-17T00:00:00.000Z', 
                      '2025-02-02T00:00:00.000Z', '2025-08-14T00:00:00.000Z'],
    'Out_Date': ['2025-02-08T00:00:00.000Z', '2025-04-27T00:00:00.000Z', 
                 '2025-05-24T00:00:00.000Z', '2025-02-26T00:00:00.000Z']
}
df = pd.DataFrame(data, index=['rank1', 'rank2', 'rank3', 'rank4'])

# ✅ 关键步骤：将字符串列转为 datetime（自动识别 Z 时区）
df['Schedule_Date'] = pd.to_datetime(df['Schedule_Date'])
df['Out_Date'] = pd.to_datetime(df['Out_Date'])

# ✅ 计算日期差（返回 Timedelta 类型），再提取天数
df['days_alert'] = (df['Out_Date'] - df['Schedule_Date']).dt.days

print(df)

输出结果：

        ID             Schedule_Date                  Out_Date  days_alert
rank1  089 2025-02-06 00:00:00+00:00 2025-02-08 00:00:00+00:00           2
rank2  983 2025-03-17 00:00:00+00:00 2025-04-27 00:00:00+00:00          41
rank3  037 2025-02-02 00:00:00+00:00 2025-05-24 00:00:00+00:00         112
rank4  654 2025-08-14 00:00:00+00:00 2025-02-26 00:00:00+00:00        -170

⚠️ 注意事项与最佳实践：

• 不要用 datetime.strptime() 处理整个 Series：strptime 是单值函数，对 pandas Series 会报错；若坚持使用，需配合 apply()，但性能远低于向量化的 pd.to_datetime()。
• 时区一致性很重要：Z 表示 UTC，pd.to_datetime() 会自动将其解析为带时区的 datetime64[ns, UTC]。若后续需转换为本地时区，可用 .dt.tz_convert('Asia/Shanghai')。
• 处理缺失值（NaN）：pd.to_datetime() 默认将无效值转为 NaT（Not a Time），减法结果也为 NaT，.dt.days 会返回 NaN —— 符合预期，无需额外清洗。
• 性能提示：若数据量极大（千万级），可添加 infer_datetime_format=True 加速解析（但仅适用于标准格式）。

总结：pd.to_datetime() 是处理 ISO 时间字符串的首选工具，它简洁、鲁棒、支持时区且完全向量化。牢记“先转换、再计算”的原则，即可高效完成日期差分析任务。