パッケージの読み込み

まずは実用なパッケージを読み込みます。

library(tidyverse) # データ処理や作図に使う関数はここにある
library(lubridate) # 時間データ処理に使う関数はここ

Rにおける日時について

実際には，Rにおける時間データ(デートタイム) は秒で記録されています。正確には， 1970-01-01 00:00:00 UTC¹ から経過した秒数です。

例えば，1542498800 を時間データに変換すると，次の通りです。このデータのクラスは POSIXct と POSIXlt です。

out = as_datetime(1542498000)
out

## [1] "2018-11-17 23:40:00 UTC"

class(out)

## [1] "POSIXct" "POSIXt"

年月日データは 1970-01-01 からの日数です。このデータのクラスは Date です。

out = as_date(17850)
out

## [1] "2018-11-15"

class(out)

## [1] "Date"

時分秒データは 00:00:00 からの秒数です。hms も時間データ処理用のパッケージです。lubridate はこのパッケージの関数を使用しています。 このデータのクラスは hms と difftime です。

out = hms::as.hms(34000)

## Warning: as.hms() is deprecated, please use as_hms().
## This warning is displayed once per session.

out

## 09:26:40

class(out)

## [1] "hms"      "difftime"

デートタイムのパース

パース (parse) は，構文解析をすることです。つまり，文字列の内容を解析し，構成要素を明らかにすることです。lubridate には文字列として記述した デートタイムデータをパースするための関数が数種類ありますが，もっとも使いやすい関数は次の通りです。

• ymd_hms(), ymd_hm(), ymd_h(): 年(y)，月(m)，日(d)， 時(h)，分(m)，秒(s) ymd_hms("2017-01-21 01:10:05")
• ydm_hms(), ydm_hm(), ydm_h(): 年(y)，日(d)，月(m)， 時(h)，分(m)，秒(s) ydm_hm("2017-21-01 01:10")
• mdy_hms(), mdy_hm(), mdy_h(): 月(m)，日(d)，年(y)， 時(h)，分(m)，秒(s) mdy_h("01/21/2017 01")
• dmy_hms(), dmy_hm(), dmy_h(): 日(d)，月(m)，年(y)， 時(h)，分(m)，秒(s) dmy_hms("21 Jan 2017 01:10:05")
• ymd(), ydm(), mdy(), myd(), ymd(), dmy(), dym() : ymd(20180108), dmy("2018-01-08")
• date_decimal(): date_decimal(2018.9)
• now(tzone = ""): 今日の日時, tzone を渡せば地方時の指定ができます。 now(), now("UTC")
• today(tzone = ""): 今日年月日 today()
• fast_strptime(): ベースRの strptime() よりも処理が早い。fast_strptime("2018/02/20", "%y/%m/%d")
• parse_date_time(): ベースRの strptime() より使いやすい。 parse_date_time("2018/02/20", "ymd")

OS によりデートタイムの表示が異なります。

サーバのOSは Linux です。時間のロケール (locale) は日本語に設定されているかもしれないです。次のコードを実行すれば，確認できます。

Sys.getlocale("LC_TIME")

## [1] "ja_JP.UTF-8"

日本語の場合，デートタイムの地方時は日本 (JST) です。

now()

## [1] "2020-10-30 08:27:49 JST"

曜日や月などを抽出するとき，日本語で表示されます。

now() %>% wday(label = TRUE)

## [1] 金
## Levels: 日 < 月 < 火 < 水 < 木 < 金 < 土

now() %>% month(label = TRUE)

## [1] 10月
## 12 Levels:  1月 <  2月 <  3月 <  4月 <  5月 <  6月 <  7月 <  8月 < ... < 12月

英語にする場合，ロケールを英語に変更します。

Sys.setlocale("LC_TIME", "en_US.UTF-8") # アメリカ英語に設定

## [1] "en_US.UTF-8"

now() %>% wday(label = TRUE)

## [1] Fri
## Levels: Sun < Mon < Tue < Wed < Thu < Fri < Sat

now() %>% month(label = TRUE)

## [1] Oct
## 12 Levels: Jan < Feb < Mar < Apr < May < Jun < Jul < Aug < Sep < ... < Dec

デートタイムの要素を抽出

デートタイムデータから特定の要素を抽出したいときに使う関数です。

• date(): 年月日
• year(): 年
• month(): 月
• day(): 日
• wday(): 曜日
• hour(): 時
• minute(): 分
• second(): 秒
• week(): 週
• am(), pm(): 午前か午後を確認し，論理値を返す。
• leap_year(): うるう年か確認し，論理値を返す。

四捨五入，切り上げ，切り下げ

x にデートタイムオブジェクトを渡し，unit に単位を渡す。単位に，year, month, day, hour, minute, second は有効ですが， 10 minute などにすると 10分間隔の単位になります。

• floor_date(x, unit): 切り下げ
• round_date(x, unit): 四捨五入
• ceiling_date(x, unit): 切り上げ

x = now()
x

## [1] "2020-10-30 08:27:49 JST"

floor_date(x, unit = "minute")

## [1] "2020-10-30 08:27:00 JST"

floor_date(x, unit = "20 minute")

## [1] "2020-10-30 08:20:00 JST"

ceiling_date(x, unit = "month")

## [1] "2020-11-01 JST"

floor_date(x, unit = "month")

## [1] "2020-10-01 JST"

標準時 (Time zones)

Rは 600 以上の地方時の認識ができます。

OlsonNames() の関数をつかえば，認識されている地方時の名前が返ってきます。日本の場合は，次の通りです。

OlsonNames() %>% grep(pattern = "Jap|Tok", value = TRUE)

## [1] "Asia/Tokyo" "Japan"

デートタイムを用いた計算

デートタイムの算数は本当にややこしいです。デートタイムを記録するために，lubridate は 3 つのクラスを用意しています。

• period: 時計で経過した時間
• duration: 実際の時間の経過
• interval: 開始・終了時間の間の期間

これは夏時間 (daylight savings time; サマータイム) の時に大きな影響があります。次のアメリカの EST/EDT を参考にしてください。

x = ymd_hms("2018-03-11 01:30:00", tz = "US/Eastern")
x + minutes(90)

## [1] "2018-03-11 03:00:00 EDT"

x + dminutes(90)

## [1] "2018-03-11 04:00:00 EDT"

interval(x, x + minutes(90))

## [1] 2018-03-11 01:30:00 EST--2018-03-11 03:00:00 EDT

x = ymd_hms("2018-11-04 00:30:00", tz = "US/Eastern")
x + minutes(90)

## [1] "2018-11-04 02:00:00 EST"

x + dminutes(90)

## [1] "2018-11-04 01:00:00 EST"

interval(x, x + minutes(90))

## [1] 2018-11-04 00:30:00 EDT--2018-11-04 02:00:00 EST

うるう年の計算にも影響がでます。

x = ymd("2019-03-01")
x + years(1)

## [1] "2020-03-01"

x + dyears(1)

## [1] "2020-02-29 06:00:00 UTC"

interval(x, x + years(1))

## [1] 2019-03-01 UTC--2020-03-01 UTC

ときに，months() で月を加算すると imaginary date の問題がでます。

ymd("2018-01-31") + months(1)

## [1] NA

ymd("2018-01-31") %m+% months(1)

## [1] "2018-02-28"

ymd("2018-03-30") - months(1)

## [1] NA

ymd("2018-03-30") %m-% months(1)

## [1] "2018-02-28"

時計時間には period, 経過時間には duration

時計時間の場合，period クラスを使用してください。

out = years(1) + months(3) + minutes(20)
out

## [1] "1y 3m 0d 0H 20M 0S"

241ヶ月の期間

out = period(241, units = "months")
out

## [1] "241m 0d 0H 0M 0S"

period_to_seconds(out) # 秒に変換する

## [1] 633781800

interval を period に変換する。

out = now()
out = interval(out, out + minutes(90))
out

## [1] 2020-10-30 08:27:50 JST--2020-10-30 09:57:50 JST

as.period(out, unit = "seconds")

## [1] "5400S"

as.period(out, unit = "minutes")

## [1] "90M 0S"

経過時間の場合は，duration クラスを使用してください。

out = ddays(13)
out

## [1] "1123200s (~1.86 weeks)"

duration(13, units = "days")

## [1] "1123200s (~1.86 weeks)"

duration を period に変換する。

out = now()
out = interval(out, out + minutes(90))
out

## [1] 2020-10-30 08:27:50 JST--2020-10-30 09:57:50 JST

as.duration(out)

## [1] "5400s (~1.5 hours)"

時間データの表記に使うフォーマット指定方法

日付関係のフォーマット記号

• %a: 曜日の省略
• %A: 曜日
• %b: 月名の省略
• %B: 月名
• %c: %a %b %e %H:%M:%S %Y の省略
• %d: 日，1 から 9 日は 1 桁目に 0
• %D: %m/%d/%y の省略
• %e: 日，1 から 9 日は 1 桁目にスペース
• %F: %Y-%m-%d の省略
• %H: 時，24時間表記，1 桁目に 0
• %I: 時，12時間表記，1 桁目に 0
• %j: 年日，001 から 366
• %m: 月，1 から 12 は 1 桁目に 0
• %M: 分，1 桁目に 0
• %p: ロケールにおける AM/PM に相当する文字列（日本語の場合は午前・午後）
• %S: 秒，0 から 61 は 1 桁目に 0
• %y: 西暦の下 2 桁
• %Y: 西暦 4 桁