「日期和時間這種東西，我們連小孩子都在教。能有多難？」
許多程式設計師都犯過這種錯，而隨之而來的經歷，往往對他們的身心健康造成不小的傷害。
任何在日期和時間上做非平凡程式設計的人，至少都該準備好理解並減輕潛在的問題。
本文件會試著概述 R 如何處理日期和時間，但若想了解更進一步的細節，還是得查閱完整的文件。
作為一門資料科學語言，日期和時間在 R 裡格外重要。
許多資料都是以時間序列的形式出現：疾病爆發期間的每日病患人數、政府公布的每月就業數據、築巢聚落裡的鳥類數量、主要經濟體的年度國內生產毛額（GDP），還有數不清的其他例子。
這代表 R 讓日期和時間的處理變簡單了嗎？
很遺憾，並沒有！
Base R 的日期與時間功能風評不佳，如今大多已很少使用。
lubridate 套件是一大躍進，但你得先有心理準備：它是一套龐大又複雜的函式庫，為的是處理既龐大又複雜的各種問題。
lubridate 原本是獨立套件，現在已隨 tidyverse 集合一起提供。
用library(lubridate)或library(tidyverse)載入即可。
以下資源可以幫助你使用 lubridate：
日期與日期時間
date 就只是一天，不帶任何時間資訊。
在內部，日期是以自 1970-01-01 起算的（帶正負號的）天數儲存。
today()
#> [1] "2026-04-22"
datetime 則結合了日期、時間與時區資訊。
在內部，它是以 UTC 時區中自 1970 年初起算的秒數儲存。
now()
#> [1] "2026-04-22 15:37:11 MST" # mid-afternoon in Arizona
或許出乎意料的是，R 並沒有為只有時間的值提供內部表示法。
處理date與datetime值
最常見的日期時間需求大概是：
- 解析適當的輸入格式，以建立日期或日期時間。
- 從日期或日期時間取得所需的數值或字串格式。
- 對日期或日期時間值套用偏移量。
- 計算兩個這類值之間的時間跨度。
- 取得目前的日期（用
today()）與／或日期時間（用now()）。
從字串解析
日期和時間的寫法有很多種，而且往往因文化而異。
像「7/6/23」這種全數字的日期既模糊又令人困惑，還曾在跨國組織裡造成許多代價高昂的錯誤（作者本人就有過慘痛的親身經歷）。
國際標準格式（年-月-日）定義於 ISO 8601，它有兩大優點：
- 解析快速又明確。
- 排序很容易，因為日期時間可以當成普通文字，依字母順序排序。
不過，資料科學就是要處理你手邊能找到的資料，抱怨別人怎麼格式化往往沒有意義。
Base R 有轉換函式，可接受格式字串（預設為 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"
這些格式字串類似已有數十年歷史的 strptime() 函式，這個函式存在於_許多_程式語言中。
熟悉這套語法的程式設計師，可以選擇使用 lubridate 裡的 fast_strptime() 函式。
更貼心的是，lubridate 提供各式各樣的輔助函式，名稱本身就代表了欄位順序。
只要函式知道要找哪些值、以及它們的順序，解析就靈活得令人印象深刻。
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
用數值建立
如果你的程式把日期／日期時間的各個部分拆成獨立數字，可以用 make_date() 或 make_datetime() 把它們組起來。
以下是可提供的元件，同時顯示它們的順序與預設值：
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"
當然，make_date() 只接受年、月、日這幾個引數。
輸出成人類可讀的形式
R 主控台會自動以字串形式顯示日期／日期時間。
這通常很方便，但有時會造成誤導。
在內部，日期和日期時間是數字（外加一些屬性），不是字串。
在預期是字串的地方回傳日期（時間）會出問題，所以我們得知道怎麼做轉換。
一個簡單的做法是用 Base R 的 as.character()，它會輸出 ISO 8601 格式的字串。
另外還有給日期時間用的 format_ISO8601() 函式，它有一些選項可以四捨五入到想要的精確度。
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"
很少有非程式設計師想看到 ISO 8601 的輸出，因此處理特定文化的日期時間格式就很重要。
Base R 提供 format() 函式，它使用的格式字串，類似許多其他語言裡歷史悠久的 strftime() 函式。
format(today(), "%A, %d %B %Y")
#> [1] "Thursday, 23 April 2026"
這種 Base R 做法雖然醜，卻很可靠。
以下是一些較常見的代碼：
| 代碼 |
結果 |
| %d |
每月第幾天（5、17、28 等） |
| %a |
星期幾的縮寫（Mon、Tue、Wed 等） |
| %A |
完整的星期名稱（Monday、Tuesday 等） |
| %w |
星期編號（0 到 6，Sunday 為 0） |
| %u |
星期編號（1 到 7，Monday 為 1） |
| %b |
月份的縮寫（Jan、Feb 等） |
| %B |
完整的月份名稱（January、February 等） |
| %y |
兩位數年份（例如 89） |
| %Y |
四位數年份（例如 1989） |
| %h |
小時（24 小時制） |
| %m |
分鐘 |
| %s |
秒 |
| %z |
與 UTC 的偏移量 |
| %Z |
時區（字元） |
Lubridate 想用 stamp() 函式提供更友善的替代方案，另外還有範圍更窄的 stamp_date() 與 stamp_time()。
這些函式接受一個範本字串，也就是你想要輸出的範例，然後建立一個自訂函式來產生那個格式。
Lubridate 會嘗試猜測格式，但常常遇到模稜兩可的情況而產生錯誤結果。
要有心理準備，適時提供格式字串（例如"dmy"）來釐清歧義。
在 Exercism 上，指定locale = "C"也很有用，這樣可以繞過系統的地區設定，改用英文運作（這也是測試所預期的）。
地區設定很複雜！
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"
設定或擷取元件
Lubridate 提供許多函式來取得或設定日期／日期時間的元件：像是 year() 和 second() 這種顯而易見的，也有 quarter() 和 epiweek() 這類更專門的。
這類函式全都可以用來取得值，而且大多數也能用來設定值。
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"
對 wday()（一週中的第幾天）和 month() 來說，預設輸出是整數，不過：
- 設定
labels = TRUE會回傳對應目前地區設定的縮寫字串。
- 再加上
abbr = FALSE，則會回傳完整名稱。
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
這些標籤是categorical variables，會是另一個概念單元的主題。
值僅限於列出的Levels，這也顯示了排序順序。
一週預設從星期日開始，但可以用 week_start 引數改變（星期一用1）。
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
少數工具函式會回傳TRUE／FALSE值，例如 leap_year() 和 dst()（目前是否為日光節約時間？）。
每個月的長度不一，所以 days_in_month() 會給出整數值。
時間跨度
date 和 datetime 值都代表時間軸上的某個瞬間。
那我們要怎麼處理「昨天的這個時候」或「一週後」這類概念？
熟悉其他科學導向語言的學生，可能知道 Python 的datetime.timedelta或 Julia 的Period型別。
相比之下，R 至少有三種表示時間跨度的方法，各有不同的長處與限制。
一如往常，挑最適合你情境的那一種。
各種跨度之間可以輕鬆互轉，用 as.period()、as_duration() 和 as.interval()。
可以用 is.period() 等函式來檢查跨度的型別。
期間
一個 period，例如 hours(3)，可以用來把鐘錶時間增加 3 小時。
日光節約時間（DST）之類的不規則情況大多會被忽略。
所有期間都是單位名稱的複數形：years、weeks 等等。
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"
持續時間
一個 duration，例如 dhours(3)，會把實際時間增加 3 小時，並顧及日光節約時間這類會讓鐘錶時間偏離實際時間的不規則情況。
所有持續時間都是在對應的期間前面加上 d 前綴：dyears、dweeks 等等。
dhours(3)
#> [1] "10800s (~3 hours)"
區間
一個 interval 是起始時間與結束時間的組合，可以用 interval() 函式或 %--% 中綴運算子建立。
# 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
時區
處理時區可能頗具挑戰。
下面這段引文出自 Python 的文件，但對 R 同樣適用：
「世界各地調整時間的規則，政治考量多於理性考量，而且經常變動；除了 UTC 之外，沒有哪一套標準適用於所有應用程式。」
關於時區的幾個通則：
-
datetime 一定會包含時區（tz）；date 則不具時區感知。
- 日期時間建構函式一般預設為 UTC。
-
now() 函式是例外：它會從系統時鐘取得你的本地時間，並包含 tz。
預設會使用本地 tz，但也可以指定其他時區，例如 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
用持續時間來做時區相關的運算，會比用期間更可靠。
結語
處理日期和日期時間，用 lubridate 通常比用 Base R 輕鬆得多。
這個概念單元試著提供概述，但無可避免地漏掉非常多細節。
就算要冒著重複的風險，還是要說：文件是你的好朋友，請多加利用喔。
學習練習
