[Final] PEP 495 - Local Time Disambiguation
원문 링크: PEP 495 - Local Time Disambiguation
상태: Final 유형: Standards Track 작성일: 02-Aug-2015
PEP 495: 로컬 시간 중의성 해소
초록 (Abstract)
이 PEP는 datetime.time 및 datetime.datetime 클래스의 인스턴스에 fold라는 새로운 속성을 추가하는 것을 제안합니다. 이 fold 속성은 로컬 시간이 동일하지만 실제 시점은 다른 두 시간을 구별하는 데 사용됩니다. fold 속성의 허용되는 값은 0과 1이며, 0은 중의적인 로컬 시간의 두 가지 가능한 해석 중 이른 시점에 해당하고, 1은 늦은 시점에 해당합니다.
도입 배경 (Rationale)
대부분의 지역에서는 로컬 시계가 뒤로 이동하는 시기가 존재했습니다. 이러한 시기에는 로컬 시계가 같은 날 두 번 같은 시간을 표시하는 구간이 발생합니다. 이러한 상황에서는 로컬 시계에 표시되는 정보(또는 Python datetime 인스턴스에 저장된 정보)만으로는 특정 시점을 식별하기에 불충분합니다. 제안된 해결책은 datetime 인스턴스에 0과 1의 값을 가지는 속성을 추가하여 두 가지 중의적인 시간을 열거하는 것입니다.
일광 절약 시간 (DST)을 준수하는 지역에서는 보통 가을에 시계를 한 시간 뒤로 되돌립니다. 드물지만 다른 이유로 시계가 뒤로 이동하는 경우도 있습니다. 예를 들어, 우크라이나는 1990년 3월의 봄철 시간 전환을 건너뛰고 대신 1990년 7월 1일에 시계를 뒤로 옮겨 모스크바 시간에서 동유럽 시간으로 변경했습니다. 이 경우 전환 전후 모두 표준(겨울) 시간이 적용되었습니다. DST 및 표준 시간 변경 모두 한 시간 외의 시간 이동을 초래할 수 있습니다.
용어 (Terminology)
시계가 뒤로 이동할 때, 우리는 시간 안에 “폴드(fold)”가 생성된다고 말합니다. 시계가 앞으로 이동할 때, “갭(gap)”이 생성됩니다. 폴드 안에 있는 로컬 시간을 “중의적(ambiguous)”이라고 부르며, 갭 안에 있는 로컬 시간을 “누락(missing)”이라고 부릅니다.
제안 (Proposal)
fold 속성 (The “fold” attribute)
datetime.time 및 datetime.datetime 클래스의 인스턴스에 fold라는 속성을 추가할 것을 제안합니다. 이 속성은 중의적인 경우의 두 번째(시간 순서상 늦은) 시점을 나타내는 인스턴스를 제외한 모든 인스턴스에 대해 0의 값을 가져야 합니다. 해당 인스턴스의 경우 값은 1이 됩니다.
영향을 받는 API (Affected APIs)
속성 (Attributes)
datetime.time 및 datetime.datetime 클래스의 인스턴스는 두 가지 가능한 값(0과 1)을 갖는 새로운 fold 속성을 갖게 됩니다.
생성자 (Constructors)
datetime.time 및 datetime.datetime 클래스의 __new__ 메서드는 기본값 0을 갖는 fold라는 새로운 키워드 전용 인자(keyword-only argument)를 갖게 됩니다. fold 인수의 값은 반환된 인스턴스의 fold 속성 값을 초기화하는 데 사용됩니다.
메서드 (Methods)
datetime.time 및 datetime.datetime 클래스의 replace() 메서드는 fold라는 새로운 키워드 전용 인자를 갖게 됩니다. 이 인자는 다른 replace() 인자와 유사하게 동작합니다. fold 인자가 지정되고 0 또는 1의 값이 주어지면, replace()에 의해 반환된 새 인스턴스는 해당 값으로 fold 속성이 설정됩니다.
C-API
PyDateTime_DateTime 및 PyDateTime_Time 객체에서 fold 값을 추출하기 위한 접근 매크로가 정의됩니다.
int PyDateTime_DATE_GET_FOLD(PyDateTime_DateTime *o):fold값을 Cint로 반환합니다.int PyDateTime_TIME_GET_FOLD(PyDateTime_Time *o):fold값을 Cint로 반환합니다.
생성된 인스턴스의 fold 값을 지정하기 위한 추가 인자를 받는 새로운 생성자가 정의됩니다.
PyObject* PyDateTime_FromDateAndTimeAndFold(int year, int month, int day, int hour, int minute, int second, int usecond, int fold): 지정된 연, 월, 일, 시, 분, 초, 마이크로초 및fold를 가진datetime.datetime객체를 반환합니다.PyObject* PyTime_FromTimeAndFold(int hour, int minute, int second, int usecond, int fold): 지정된 시, 분, 초, 마이크로초 및fold를 가진datetime.time객체를 반환합니다.
영향을 받는 동작 (Affected Behaviors)
지금 몇 시인가요? (What time is it?)
인수 없이 호출된 datetime.now() 메서드는 시스템 로컬 시간 폴드에서 두 가지 중의적인 시간 중 두 번째 시간을 반환할 때 fold=1로 설정합니다. tzinfo 인수를 사용하여 호출될 경우, fold 값은 tzinfo.fromutc() 구현에 의해 결정됩니다. datetime.timezone 클래스 인스턴스(예: datetime.timezone.utc)가 tzinfo로 전달되면 반환된 datetime 인스턴스는 항상 fold=0을 갖습니다. datetime.utcnow() 메서드는 영향을 받지 않습니다.
naive 시간에서 aware 시간으로의 변환 (Conversion from naive to aware)
naive datetime 인스턴스를 aware datetime으로 변환하는 것을 용이하게 하기 위한 새로운 기능이 제안됩니다.
astimezone() 메서드는 이제 naive self에 대해 작동합니다. 이 경우 시스템 로컬 시간대가 가정되며, fold 플래그는 중의적인 경우 어떤 로컬 시간대가 적용되는지 결정하는 데 사용됩니다.
예를 들어, US/Eastern 시간대로 설정된 시스템에서:
>>> dt = datetime(2014, 11, 2, 1, 30)
>>> dt.astimezone().strftime('%D %T %Z%z')
'11/02/14 01:30:00 EDT-0400'
>>> dt.replace(fold=1).astimezone().strftime('%D %T %Z%z')
'11/02/14 01:30:00 EST-0500'
이는 datetime.now(tz)가 datetime.now().astimezone(tz)와 완전히 동등하다는 것을 의미합니다 (단, tz는 PEP 이후의 tzinfo 구현 인스턴스, 즉 fold를 올바르게 처리하고 설정하는 인스턴스여야 합니다).
Epoch 이후 POSIX 초에서 변환 (Conversion from POSIX seconds from EPOCH)
datetime.datetime의 정적 메서드 fromtimestamp()는 반환되는 객체에서 fold 속성을 적절하게 설정합니다.
예를 들어, US/Eastern 시간대로 설정된 시스템에서:
>>> datetime.fromtimestamp(1414906200)
datetime.datetime(2014, 11, 2, 1, 30)
>>> datetime.fromtimestamp(1414906200 + 3600)
datetime.datetime(2014, 11, 2, 1, 30, fold=1)
Epoch 이후 POSIX 초로 변환 (Conversion to POSIX seconds from EPOCH)
datetime.datetime의 timestamp() 메서드는 fold 속성 값만 다른 datetime.datetime 인스턴스가 중의적이거나 누락된 시간을 나타내는 경우에만 다른 값을 반환합니다.
datetime.datetime 인스턴스 dt가 중의적인 시간을 나타낼 때, s0과 s1이라는 두 가지 값이 존재합니다.
datetime.fromtimestamp(s0) == datetime.fromtimestamp(s1) == dt
이 경우 dt.timestamp()는 dt.fold == 0이면 s0과 s1 중 작은 값을 반환하고, 그렇지 않으면 큰 값을 반환합니다.
예를 들어, US/Eastern 시간대로 설정된 시스템에서:
>>> datetime(2014, 11, 2, 1, 30, fold=0).timestamp()
1414906200.0
>>> datetime(2014, 11, 2, 1, 30, fold=1).timestamp()
1414909800.0
datetime.datetime 인스턴스 dt가 누락된 시간을 나타낼 때, datetime.fromtimestamp(s) == dt를 만족하는 s 값은 없습니다. 하지만 갭의 크기(초)만큼 다른 두 개의 “알아두면 좋은” s 값을 형성할 수 있습니다.
누락된 dt에 대해 dt.timestamp()가 반환하는 값은 dt.fold == 0이면 두 “알아두면 좋은” 값 중 큰 값을 반환하고, 그렇지 않으면 작은 값을 반환합니다. (이는 오타가 아니며, 중의적인 시간 규칙과 의도적으로 반대입니다.)
예를 들어, US/Eastern 시간대로 설정된 시스템에서:
>>> datetime(2015, 3, 8, 2, 30, fold=0).timestamp()
1425799800.0
>>> datetime(2015, 3, 8, 2, 30, fold=1).timestamp()
1425796200.0
Aware datetime 인스턴스 (Aware datetime instances)
PEP 이전의 tzinfo 구현을 사용하는 사용자들은 aware datetime 인스턴스의 동작에서 어떤 변화도 보지 못할 것입니다. fold 속성 값만 다른 두 인스턴스는 fold 값에 대한 명시적인 접근 외에는 어떤 방법으로도 구별할 수 없습니다. (이는 PEP 이전 구현이 fold 속성을 사용하지 않기 때문입니다.)
반면에 객체의 tzinfo가 fold-aware 구현으로 설정되면, 폴드 또는 갭에서 fold 값은 utcoffset(), dst(), tzname(), astimezone(), strftime() (형식 지정에 “%Z” 또는 “%z” 지시어가 사용된 경우), isoformat(), timetuple() 등 여러 메서드의 결과에 영향을 미칩니다.
날짜와 시간 결합 및 분리 (Combining and splitting date and time)
datetime.datetime.combine() 메서드는 fold 속성 값을 결과 datetime.datetime 인스턴스로 복사합니다.
datetime.datetime.time() 메서드는 fold 속성 값을 결과 datetime.time 인스턴스로 복사합니다.
Pickles
fold 속성의 값은 프로토콜 버전 4 (Python 3.4에서 도입) 이상으로 생성된 pickle에만 저장됩니다.
datetime.datetime 및 datetime.time 객체의 pickle 크기는 변경되지 않습니다. fold 값은 datetime.datetime pickle 페이로드의 3번째 바이트의 첫 번째 비트와 datetime.time 페이로드의 첫 번째 바이트의 첫 번째 비트에 인코딩됩니다. 현재 구현에서 이 바이트들은 월(1-12)과 시간(0-23) 값을 저장하는 데 사용되며, 첫 번째 비트는 항상 0입니다.
표준 라이브러리의 tzinfo 구현 (Implementations of tzinfo in the Standard Library)
이 PEP에서는 datetime.tzinfo 추상 클래스의 새로운 구현을 제안하지 않습니다. 기존의 (고정 오프셋) 시간대(timezone)는 중의적인 로컬 시간을 도입하지 않으며, utcoffset() 구현은 fold 값에 관계없이 현재와 동일한 상수 값을 반환할 것입니다.
추상 datetime.tzinfo 클래스의 fromutc() 기본 구현은 변경되지 않습니다. 현재 stdlib의 유일한 tzinfo 구현(datetime.timezone 클래스)이 fromutc()를 오버라이드하기 때문에 어디에도 사용되지 않습니다. 기본 구현을 변경하지 않으면 기본 fromutc()를 상속하는 PEP 이전의 서드 파티 구현이 의도치 않게 영향을 받지 않는다는 이점이 있습니다.
새로운 tzinfo 구현을 위한 가이드라인 (Guidelines for New tzinfo Implementations)
가변 UTC 오프셋(DST 및 기타 원인으로 인한)을 지원하려는 구체적인 datetime.tzinfo 서브클래스 구현자는 다음 가이드라인을 따라야 합니다.
무지는 축복이다 (Ignorance is Bliss)
utcoffset(), tzname(), dst() 메서드의 새로운 구현은 중의적이거나 누락된 시간에 대해 호출되지 않는 한 fold 값을 무시해야 합니다.
폴드 안에서 (In the Fold)
새로운 서브클래스는 기본 클래스의 fromutc() 메서드를 오버라이드하고, 두 개의 다른 UTC 시간 u0과 u1(u0 < u1)이 동일한 로컬 시간 t에 해당하는 모든 경우에 fromutc(u0)는 fold=0인 인스턴스를 반환하고, fromutc(u1)는 fold=1인 인스턴스를 반환하도록 구현해야 합니다. 다른 모든 경우에는 반환된 인스턴스는 fold=0을 가져야 합니다.
utcoffset(), tzname(), dst() 메서드는 fold 속성 값을 사용하여 중의적인 시간 t가 전환 전 또는 후의 시간에 해당하는지 여부를 결정해야 합니다. 정의에 따라 utcoffset()은 폴드를 생성하는 모든 전환 전에는 크고 전환 후에는 작습니다. tzname() 및 dst()가 반환하는 값은 전환 유형에 따라 fold 속성 값에 의존할 수도 있고 의존하지 않을 수도 있습니다.
갭을 조심하세요 (Mind the Gap)
fromutc() 메서드는 갭 내의 시간을 생성해서는 안 됩니다.
utcoffset(), tzname(), dst() 메서드가 갭에 속하는 로컬 시간에 대해 호출되면, fold=0인 경우 전환 전 규칙이 사용되어야 합니다. 그렇지 않으면 전환 후 규칙이 사용되어야 합니다.
전환 시 규칙 요약 (Summary of Rules at a Transition)
중의적이거나 누락된 시간에 utcoffset()은 다음 표에 따라 값을 반환해야 합니다.
fold=0 |
fold=1 |
|
|---|---|---|
| Fold | oldoff |
newoff = oldoff - delta |
| Gap | oldoff |
newoff = oldoff + delta |
여기서 oldoff (newoff)는 전환 전 (후) UTC 오프셋이고 delta는 폴드 또는 갭의 절대 크기입니다.
DST 전환 (The DST Transitions)
DST 시작 시 도입된 누락된 시간에서 utcoffset() 및 dst() 메서드가 반환하는 값은 다음과 같아야 합니다.
fold=0 |
fold=1 |
|
|---|---|---|
utcoffset() |
stdoff |
stdoff + dstoff |
dst() |
zero |
dstoff |
DST 종료 시 도입된 중의적인 시간에서 utcoffset() 및 dst() 메서드가 반환하는 값은 다음과 같아야 합니다.
fold=0 |
fold=1 |
|
|---|---|---|
utcoffset() |
stdoff + dstoff |
stdoff |
dst() |
dstoff |
zero |
여기서 stdoff는 표준 (비-DST) 오프셋이고, dstoff는 DST 보정(timedelta(hours=1)이 일반적)이며, zero = timedelta(0)입니다.
시간 산술 및 비교 연산자 (Temporal Arithmetic and Comparison Operators)
fold 속성의 값은 naive datetime 인스턴스를 사용하는 모든 연산에서 무시됩니다. 결과적으로 fold 값만 다른 naive datetime.datetime 또는 datetime.time 인스턴스는 같다고 비교됩니다. 이러한 인스턴스를 구별해야 하는 애플리케이션은 fold 값을 명시적으로 확인하거나 해당 인스턴스를 중의적인 시간이 없는 시간대(예: UTC)로 변환해야 합니다.
timedelta가 aware 또는 naive datetime 인스턴스에 추가되거나 빼지는 경우에도 fold 값은 무시됩니다. timedelta를 datetime에 추가(또는 뺄셈)한 결과는 원래 datetime 인스턴스가 fold=1이었더라도 항상 fold가 0으로 설정됩니다.
datetime 인스턴스 t와 s에 대한 차이 t - s가 계산되는 방식에는 변경이 제안되지 않습니다.
Naive 및 intra-zone 비교는 fold 값을 무시하고 현재와 동일한 결과를 반환합니다. (이는 하위 호환성을 유지하는 유일한 방법입니다. fold를 사용하는 aware intra-zone 비교가 필요하면 먼저 양쪽을 UTC로 변환해야 합니다.)
Inter-zone 뺄셈은 현재와 같이 정의됩니다: t - s는 (t - t.utcoffset()) - (s - s.utcoffset()).replace(tzinfo=t.tzinfo)로 계산되지만, t.tzinfo 또는 s.tzinfo 중 하나가 PEP 이후 구현인 경우 결과는 t.fold 및 s.fold의 값에 따라 달라집니다.
Aware datetime 등가 비교 (Aware datetime Equality Comparison)
aware datetime 비교 연산자는 현재와 동일하게 작동하며, 피연산자 중 하나의 utcoffset() 값이 fold에 의존할 때 결과는 간접적으로 fold 값의 영향을 받습니다. 단, 한 가지 예외가 있습니다. inter-zone 비교에서 하나 또는 둘 다의 피연산자가 utcoffset()이 fold 속성의 fold 값에 의존하는 경우, 결과는 False입니다.
하위 및 상위 호환성 (Backward and Forward Compatibility)
이 제안은 fold 플래그를 명시적으로 읽거나 이를 사용하는 tzinfo 구현을 사용하지 않는 프로그램에는 거의 영향을 미치지 않습니다. 이러한 프로그램에 대한 유일하게 눈에 띄는 변경 사항은 POSIX 타임스탬프와 상호 변환이 이제 올바르게 왕복한다는 것입니다 (부동 소수점 반올림 오차 내에서). 이전의 잘못된 동작에 대한 해결책을 구현한 프로그램은 수정해야 할 수도 있습니다.
오래된 프로그램으로 생성된 pickle은 완전히 상위 호환성을 유지합니다. 새로운 버전에서 fold=1로 pickle된 datetime/time 인스턴스만 이전 Python 버전에서는 읽을 수 없게 됩니다. fold=0 (기본값) 인스턴스의 pickle은 변경되지 않습니다.
질문과 답변 (Questions and Answers)
왜 새 플래그를 “isdst”라고 부르지 않나요? (Why not call the new flag “isdst”?)
비기술적 답변 (A non-technical answer)
isdst라는 이름은 Daylight Saving Time (DST)과 관련되어 혼란을 줄 수 있습니다. fold는 DST뿐만 아니라 시계가 뒤로 이동하는 모든 상황을 포괄하는 더 일반적인 개념입니다.
기술적 이유 (A technical reason)
time.struct_time 객체의 tm_isdst 필드는 폴드에서 로컬 시간을 중의적으로 해소하는 데 사용될 수 있지만, 그러한 중의성 해소의 의미론은 이 PEP의 제안과 완전히 다릅니다.
tm_isdst 필드의 주요 문제는 시간대에 대한 자세한 정보(이는 tzinfo 구현에서만 사용 가능)를 알지 못하면 tm_isdst에 적절한 값을 알 수 없다는 것입니다.
tm_isdst와 달리 제안된 fold 속성은 해당 속성 없이 두 가지 (또는 없음) 해석이 가능하지 않는 한 datetime 인스턴스의 해석에 영향을 미치지 않습니다.
tm_isdst와 동일한 의미론을 갖지 않는 isdst라는 이름을 사용하는 것은 매우 혼란스러울 것이기 때문에 다른 이름이 필요합니다. 또한 datetime.datetime 클래스에는 이미 dst()라는 메서드가 있으며, fold를 “isdst”라고 부르면 “isdst”가 0인데 dst()는 0이 아니거나 그 반대인 상황이 필연적으로 발생할 것입니다.
왜 “fold”인가요? (Why “fold”?)
Guido van Rossum이 제안했으며, 한 저자가 선호했습니다. 속성의 허용되는 값이 False/True에서 0/1로 변경된 후 합의가 이루어졌습니다. “fold”라는 명사는 올바른 함의를 가지며 기억하기 쉬운 규칙을 제공하지만, 동시에 근거 없는 가정을 유도하지 않습니다.
“first”는 무엇인가요? (What is “first”?)
이는 초기에는 명백한 대안(“second”)이 기존 속성과 충돌하기 때문에 선택된 속성의 작업 이름이었습니다. 주로 True를 기본값으로 만들 것이라는 이유로 거부되었습니다.
두 가지 값으로 충분한가요? (Are two values enough?)
fold 속성에 None 또는 -1 값을 허용해야 한다는 몇 가지 이유가 제기되었습니다: 하위 호환성, tm_isdst와의 유사성, 그리고 무효 시간(invalid time)에 대한 엄격한 확인.
하위 호환성 (Backward Compatibility)
fold 플래그의 기본값이 None이면 PEP 이전 동작을 요청하는 신호가 될 수 있어 하위 호환성을 개선할 수 있다는 제안이 있었습니다. 아래 분석을 기반으로 fold=0 기본값으로 제안된 변경 사항이 충분히 하위 호환성을 갖는다고 판단합니다.
이 PEP는 프로그램이 달리 동일한 datetime 인스턴스가 다른 fold 값을 갖는다는 것을 발견할 수 있는 세 가지 방법을 제공합니다: (1) fold 속성의 명시적 확인; (2) 인스턴스가 naive인 경우 - astimezone() 메서드를 사용하여 다른 시간대로 변환; 그리고 (3) timestamp() 메서드를 사용하여 float으로 변환.
tm_isdst와의 유사성 (Analogy with tm_isdst)
time.mktime 인터페이스는 tm_isdst 플래그에 대해 -1, 0, 1 세 가지 값을 허용합니다. 위에서 설명했듯이, -1 (주어진 시간에 대해 DST가 적용되는지 여부를 mktime이 나머지 필드에서 결정하도록 요청)이 실제로 유용한 유일한 선택입니다.
그러나 fold 플래그를 사용하면 datetime.timestamp()는 대부분의 DST 전환 시간대에서 99.98%의 시간 동안 tm_isdst=-1을 사용한 mktime과 동일한 값을 반환합니다. 게다가 tm_isdst=-1과 같은 동작은 fold 값에 관계없이 지정됩니다.
엄격한 무효 시간 확인 (Strict Invalid Time Checking)
또 다른 제안은 fold=-1 또는 fold=None을 사용하여 프로그램이 폴드와 갭을 처리할 수 있는 수단이 없음을 나타내고, dt가 중의적이거나 누락된 로컬 시간을 나타낼 때마다 dt.utcoffset()이 오류를 발생시키도록 하는 것이었습니다.
이 제안의 주요 문제는 dt.utcoffset()이 오류를 발생시키는 것이 옵션이 아닌 상황에서 내부적으로 사용된다는 것입니다. 예를 들어, 딕셔너리 조회 또는 목록/세트 멤버십 확인 등입니다. 따라서 엄격한 갭/폴드 확인 동작은 별도의 플래그(dt.utcoffset(raise_on_gap=True, raise_on_fold=False))로 제어되어야 합니다. 그러나 이 기능은 사용자 코드에서 쉽게 구현할 수 있습니다.
구현 (Implementation)
Github fork: https://github.com/abalkin/cpython/tree/issue24773-s3 Tracker issue: http://bugs.python.org/issue24773
저작권 (Copyright)
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