Запис на красу

«Дати й час - те, чого ми вчимо малих дітей. Що тут може бути складного?»

Багато програмістів припускалися цієї помилки, і набутий досвід зазвичай погано позначається на їхньому здоровʼї та щасті.

Той, хто займається серйозним програмуванням із датами й часом, має принаймні бути готовим розуміти потенційні проблеми та зменшувати їхній вплив.

У цьому документі ми спробуємо дати загальний огляд того, як R працює з датами й часом, але для подробиць доведеться звертатися до повної документації.

У R, як у мові для науки про дані, дати й час мають особливе значення. Багато даних надходить у вигляді часових рядів: щоденна кількість пацієнтів під час спалаху хвороби, щомісячні показники зайнятості, які повідомляють уряди, популяції птахів у гніздовій колонії, річний ВВП великих економік і безліч інших прикладів.

Чи означає це, що R робить роботу з датами й часом простою?

На жаль, ні!

Функціональність для роботи з датами й часом у Base R має погану репутацію, і більшість її тепер використовують рідко.

Пакет lubridate - це велике покращення, але варто бути готовими до великої й складної бібліотеки, призначеної розвʼязувати великий і складний діапазон задач.

Спочатку незалежний, lubridate тепер входить до набору tidyverse. Завантажити його можна за допомогою library(lubridate) або library(tidyverse).

Ресурси, які допоможуть у роботі з lubridate:

• Довідкова сторінка.
• Шпаргалка у форматі PDF.
• Розділ у книзі R for Data Science.

Дати й час

date позначає просто день, без жодної інформації про час.

Усередині дати зберігаються як (знакова) кількість днів від 1970-01-01.

today()
#> [1] "2026-04-22"

datetime поєднує дату, час і інформацію про часовий пояс.

Усередині він зберігається як кількість секунд від початку 1970 року в часовому поясі UTC.

now()
#> [1] "2026-04-22 15:37:11 MST"  # mid-afternoon in Arizona

Як не дивно, у R немає внутрішнього подання для значень, що містять лише час.

Робота зі значеннями date і datetime

Найчастіші потреби, повʼязані з датами й часом, мабуть, такі:

• Розібрати відповідний вхідний формат, щоб побудувати дату або дату й час.
• Отримати потрібний числовий або рядковий формат із дати чи дати й часу.
• Застосувати зсув до значення дати або дати й часу.
• Обчислити проміжок часу між двома такими значеннями.
• Отримати поточну дату (за допомогою today()) та/або дату й час (за допомогою now()).

Розбір із рядків

Існує багато способів запису дат і часу, і вони зазвичай залежать від культури. Дати, записані самими лише числами, як-от «7/6/23», неоднозначні, заплутані й призводили до багатьох дорогих помилок у міжнародних організаціях (автор каже це з гіркого особистого досвіду).

Міжнародний стандарт (рік-місяць-день) визначено в ISO 8601, і він має дві головні переваги:

• Розбір відбувається швидко й однозначно.
• Сортування легке, бо дату й час можна трактувати як звичайний текст і сортувати за алфавітом.

Однак наука про дані полягає в роботі з тими даними, які вдалося знайти, і часто немає сенсу скаржитися на те, як їх форматує хтось інший.

У Base R є функції перетворення, які приймають рядок формату (англ. string), типово ISO 8601.

as.Date("2026-04-22")
#> [1] "2026-04-22"
as.Date("4/22/26", format = "%m/%d/%y")
#> [1] "2026-04-22"
as.POSIXct("2026-04-22 15:30:09 MST")
#> [1] "2026-04-22 15:30:09 MST"

Рядки формату нагадують давню функцію strptime(), наявну в багатьох мовах. Програмісти, знайомі з цим синтаксисом, можуть за бажанням скористатися функцією fast_strptime() у lubridate.

Ще зручніше те, що lubridate надає широкий вибір допоміжних функцій із назвами, які позначають порядок полів. Коли функції вже знають, які значення шукати і в якому порядку, розбір стає напрочуд гнучким.

mdy("4/22/26")
#> [1] "2026-04-22"
mdy("April 22nd 26")
#> [1] "2026-04-22"
mdy("Wednesday, April 22nd 2026")
#> [1] "2026-04-22"
mdy_hm("Wednesday, April 22nd 2026, 4:14 pm")
#> [1] "2026-04-22 16:14:00 UTC"  # defaults to your OS timezone

Побудова з числових значень

Якщо в програмі складники дати чи дати й часу зберігаються як окремі числа, їх можна зібрати за допомогою make_date() або make_datetime().

Ось складники, які можна передати, із зазначенням їхнього порядку та типових значень:

make_datetime(
  year = 1970L,
  month = 1L,
  day = 1L,
  hour = 0L,
  min = 0L,
  sec = 0,
  tz = "UTC"
)
#> [1] "1970-01-01 UTC"


make_datetime(2026, 4, 22, 17)
#> [1] "2026-04-22 17:00:00 UTC"

Звісно, make_date() приймає лише аргументи year, month і day.

Виведення у зрозумілому для людини вигляді

Консоль R автоматично показує дати й час як рядкове подання. Зазвичай це зручно, але іноді вводить в оману.

Усередині дати й час - це числа (плюс кілька атрибутів), а не рядки тексту. Якщо повернути дату (чи дату й час) там, де очікується рядок тексту, це спричинить проблеми, тож нам потрібно знати, як виконати перетворення.

Простий підхід - скористатися функцією as.character() із Base R, яка виводить рядок тексту у форматі ISO 8601.

Є також функція format_ISO8601() для дат і часу, яка має параметри для округлення до потрібної точності.

today() |> as.character()  # a date
#> [1] "2026-04-23"
now() |> as.character()  # a datetime
#> [1] "2026-04-23 09:07:09.779319"
now() |> format_ISO8601() # defaults to nearest second
#> [1] "2026-04-23T09:07:38"

Мало хто з не-програмістів хоче бачити виведення у форматі ISO 8601, тож украй важливо вміти працювати з форматами дат і часу, прийнятими в різних культурах.

Base R надає функцію format(), яка використовує рядки формату, подібні до поважних функцій strftime(), наявних у багатьох інших мовах.

format(today(), "%A, %d %B %Y")
#> [1] "Thursday, 23 April 2026"

Цей підхід у Base R потворний, але надійний. Ось деякі з найпоширеніших кодів:

Lubridate прагне запропонувати зручніший для людини варіант за допомогою функції stamp(), а також вужчих stamp_date() і stamp_time().

Вони приймають рядок-шаблон, який є прикладом бажаного виведення, і створюють власну функцію для генерування цього формату.

Lubridate намагається вгадати формат, але часто натрапляє на неоднозначності й дає неправильний результат. Варто бути готовими надати рядки формату (як-от "dmy"), щоб усунути неоднозначність.

Для Exercism також може бути корисно вказати locale = "C", щоб обійти системну локаль і працювати англійською (як очікують тести). Локалі - це заплутано!

sf <- stamp("Saturday, June 27, 2026 at 14:45", locale = "C")
#> Multiple formats matched: "%A, %B %d, %Y at %H:%M"(1), "Saturday, %Om %d, %Y at %H:%M"(1), "Saturday, %B %d, %Y at %H:%M"(1), "%A, %Om %d, %Y at %H:%M"(0)
#> Using: "%A, %B %d, %Y at %H:%M"

sf(make_datetime(2023, 3, 29, 15, 0, 0))
#> [1] "Wednesday, March 29, 2023 at 15:00"

Встановлення та вилучення складників

Lubridate надає багато функцій для отримання або встановлення елементів дати чи дати й часу: очевидні, як-от year() і second(), а також вужчі, як-от quarter() і epiweek().

Усі такі функції можна використати, щоб отримати значення, а більшість із них можна використати й для встановлення значення.

dt <- now()
dt
#> [1] "2026-04-23 15:47:11 MST"

# get
month(dt)
#> [1] 4

# set
month(dt) <- 11
dt
#> [1] "2026-11-23 15:47:11 MST"

Для wday() (день тижня) і month() типово виводиться ціле число, але:

• Якщо встановити labels = TRUE, повертається скорочений рядок тексту, що відповідає поточній локалі.
• А якщо додатково встановити abbr = FALSE, повертається повна назва.

d <- today()
d
#> [1] "2026-04-23"
wday(d)
#> [1] 5
wday(d, label = TRUE)
#> [1] Thu
#> Levels: Sun < Mon < Tue < Wed < Thu < Fri < Sat
wday(d, label = TRUE, abbr = FALSE)
#> [1] Thursday
#> Levels: Sunday < Monday < Tuesday < Wednesday < Thursday < Friday < Saturday

Мітки - це categorical variables, яким буде присвячено окрему концепцію. Значення обмежені переліченими Levels, які також показують порядок сортування.

Типово тиждень починається з неділі, але це можна змінити аргументом week_start (використайте 1 для понеділка).

dt <- make_datetime(2026, 4, 23)

# default behavior
wday(dt)
#> [1] 5
wday(dt, label = T)
#> [1] Thu

# set week_start to Monday
wday(dt, week_start = 1)
#> [1] 4

Кілька допоміжних функцій повертають значення TRUE/FALSE, як-от leap_year() і dst() (чи активний перехід на літній час?).

Місяці мають різну довжину, тож days_in_month() дає цілочисельне значення.

Проміжки часу

Значення як date, так і datetime позначають певний момент на часовій шкалі.

Як нам працювати з такими поняттями, як «учора цієї ж пори» або «за тиждень відтепер»?

Ті, хто вивчав інші мови, орієнтовані на науку, можливо, знайомі з datetime.timedelta у Python або типом Period у Julia.

На противагу цьому, в R є щонайменше три способи подати проміжок часу, кожен зі своїми перевагами й обмеженнями. Як завжди, обираймо той, що найкраще пасує до нашої ситуації.

Різні види проміжків легко взаємно перетворювати за допомогою as.period(), as_duration() і as.interval().

Тип проміжку можна перевірити за допомогою is.period() тощо.

Періоди

period, наприклад hours(3), можна використати, щоб збільшити час на годиннику на 3 години.

Нерегулярності, як-от перехід на літній час (DST), здебільшого ігноруються.

Усі періоди мають назву одиниці у множині: years, weeks тощо.

d <- today()
d
#> [1] "2026-04-25"

d + weeks(2)
#> [1] "2026-05-09"

# dates are coerced to datetimes at midnight if necessary
d - hours(20)
#> [1] "2026-04-24 04:00:00 UTC"

hours(3)
#> [1] "3H 0M 0S"

Тривалості

duration, наприклад dhours(3), збільшує фізичний час на 3 години, враховуючи нерегулярності, як-от перехід на літній час, через які час на годиннику відхиляється від фізичного.

Усі тривалості додають префікс d до відповідного періоду: dyears, dweeks тощо.

dhours(3)
#> [1] "10800s (~3 hours)"

Інтервали

interval поєднує час початку й час завершення; його створюють або функцією interval(), або інфіксним оператором %--%.

# the next 2 lines were run about 33s apart, so now() is different
dt1 <- now()
dt2 <- now() + hours(1)

# interval(0 function)
ivl <- interval(dt1, dt2)
ivl
#> [1] 2026-04-24 16:24:54 MST--2026-04-24 17:25:27 MST

# infix operator
iv2 <- dt1 %--% dt2
iv2 == iv1
#> [1] TRUE

Часові пояси

Працювати з часовими поясами буває непросто. Наведена нижче цитата взята з документації Python, але вона так само стосується й R:

«Правила коригування часу в усьому світі радше політичні, ніж раціональні, часто змінюються, і немає стандарту, придатного для всіх застосунків, крім UTC».

Кілька загальних зауважень про часові пояси:

• datetime завжди містить часовий пояс (tz); date не привʼязаний до часового поясу.
• Конструктори дати й часу типово використовують UTC.
• Функція now() є винятком: вона бере місцевий час із системного годинника, разом із tz. Типово використовується місцевий tz, але можна вказати й інші, наприклад now("UTC").

# timezone defaults to UTC
local <- ymd_hm("2026-04-25 10:32")
local
#> [1] "2026-04-25 10:32:00 UTC"

# timezone can be specified
AZ <- ymd_hm("2026-04-25 10:32", tz = "America/Phoenix")
AZ
#> [1] "2026-04-25 10:32:00 MST"

# same clocktime, different tz
local - AZ
#> Time difference of -7 hours

Арифметика, повʼязана з часовими поясами, надійніша з тривалостями, ніж із періодами.

Висновок

Працювати з датами й часом зазвичай набагато легше з lubridate, ніж із Base R.

Ця концепція намагалася дати загальний огляд, але неминуче оминає безліч подробиць.

Ризикуючи повторитися: документація - наш друг, тож користаймося нею.