python随手记-编码格式

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编码格式

ASCII编码和Unicode编码的区别:ASCII编码是1个字节,而Unicode编码通常是2个字节

字母A用ASCII编码是十进制的65,二进制的01000001。

如果把ASCII编码的A用Unicode编码,只需要在前面补0就可以,因此,A的Unicode编码是00000000 01000001。

问题出现了:如果统一成Unicode编码,乱码问题从此消失了。但是,如果写的文本基本上全部是英文的话,用Unicode编码比ASCII编码需要多一倍的存储空间,在存储和传输上就十分不划算。

所以,本着节约的精神,又出现了把Unicode编码转化为“可变长编码”的UTF-8编码。UTF-8编码把一个Unicode字符根据不同的数字大小编码成1-6个字节,常用的英文字母被编码成1个字节,汉字通常是3个字节,只有很生僻的字符才会被编码成4-6个字节。如果你要传输的文本包含大量英文字符,用UTF-8编码就能节省空间:

   字符            ASCII                       Unicode                                                 UTF-8


     A             01000001           00000000 01000001                                    01000001


     中                     /                 01001110 0010110111100100                10111000 10101101


UTF-8兼容ASCII,所以UTF-8可以兼容那些那些老旧编码的软件。

理解了三者的联系后,我们讨论现代计算机中通用的编码格式:

图1 内存<->文本

内存中统一用unicode编码,当需要保存或者传输到设备时转为UTF-8编码。用记事本编辑的时候,从文件读取的UTF-8字符被转换为Unicode字符到内存里,编辑完成后,保存的时候再把Unicode转换为UTF-8保存到文件。

图2 网页浏览

浏览网页时,服务器会把unicode编码的数据转化成UTF-8传输给浏览器,所以我们可以到看到很多网页都会有<meta charset='utf-8' />

python字符串

python3中的字符串是unicode编码,所以支持多国语言。

ord()函数获取字符编码整数,chr()则返回对应字符。


图3 函数示例

python中字符串类型是str,代表一个或多个字节。如果需要传输或者保存,需要用到bytes类型数据。对bytes类型的数据的处理,python是这样表示的:

byt = b"string"

“string”和b“string”是有区别的。

Unicode表示的str可以通过encode()方法变成bytes类型。

图4 encode示例图

纯英文的str可以用ASCII编码为bytes,内容是一样的,含有中文的str可以用UTF-8编码为bytes。含有中文的str无法用ASCII编码,因为中文编码的范围超过了ASCII编码的范围,Python会报错。

在bytes中,无法显示为ASCII字符的字节,用\x##显示。

反过来,如果我们从网络或磁盘上读取了字节流,那么读到的数据就是bytes。要把bytes变为str,就需要用decode()方法。

由于Python源代码也是一个文本文件,所以,当你的源代码中包含中文的时候,在保存源代码时,就需要务必指定保存为UTF-8编码。当Python解释器读取源代码时,为了让它按UTF-8编码读取,我们通常在文件开头写上这两行:

#!/usr/bin/env python3

# -*- coding: utf-8 -*-

第一行注释是为了告诉Linux/OS X系统,这是一个Python可执行程序,Windows系统会忽略这个注释;

第二行注释是为了告诉Python解释器,按照UTF-8编码读取源代码,否则,你在源代码中写的中文输出可能会有乱码。

申明了UTF-8编码并不意味着你的.py文件就是UTF-8编码的,必须并且要确保文本编辑器正在使用UTF-8 without BOM编码。

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