python3.4 编码有哪些

作者&投稿:叶蚂 (若有异议请与网页底部的电邮联系)
python3字符串都是什么编码~

编码
字符串是一种数据类型,但是,字符串比较特殊的是还有一个编码问题。
因为计算机只能处理数字,如果要处理文本,就必须先把文本转换为数字才能处理。最早的计算机在设计时采用8个比特(bit)作为一个字节(byte),所以,一个字节能表示的最大的整数就是255(二进制11111111=十进制255),如果要表示更大的整数,就必须用更多的字节。比如两个字节可以表示的最大整数是65535,4个字节可以表示的最大整数是4294967295。
由于计算机是美国人发明的,因此,最早只有127个字母被编码到计算机里,也就是大小写英文字母、数字和一些符号,这个编码表被称为ASCII编码,比如大写字母A的编码是65,小写字母z的编码是122。
Unicode
Unicode把所有语言都统一到一套编码里,这样就不会再有乱码问题了。
Unicode标准也在不断发展,但最常用的是用两个字节表示一个字符(如果要用到非常偏僻的字符,就需要4个字节)。现代操作系统和大多数编程语言都直接支持Unicode。
现在,捋一捋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;
字符0用ASCII编码是十进制的48,二进制的00110000,注意字符'0'和整数0是不同的;
汉字已经超出了ASCII编码的范围,用Unicode编码是十进制的20013,二进制的01001110 00101101。
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。
新的问题又出现了:如果统一成Unicode编码,乱码问题从此消失了。但是,如果你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,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 x 01001110 00101101 11100100 10111000 10101101
从上面的表格还可以发现,UTF-8编码有一个额外的好处,就是ASCII编码实际上可以被看成是UTF-8编码的一部分,所以,大量只支持ASCII编码的历史遗留软件可以在UTF-8编码下继续工作。
搞清楚了ASCII、Unicode和UTF-8的关系,我们就可以总结一下现在计算机系统通用的字符编码工作方式:
在计算机内存中,统一使用Unicode编码,当需要保存到硬盘或者需要传输的时候,就转换为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:

浏览网页的时候,服务器会把动态生成的Unicode内容转换为UTF-8再传输到浏览器:

所以你看到很多网页的源码上会有类似的信息,表示该网页正是用的UTF-8编码。
Python的字符串
在最新的Python 3版本中,字符串是以Unicode编码的,也就是说,Python的字符串支持多语言,例如:
>>> print('包含中文的str')包含中文的str
对于单个字符的编码,Python提供了ord()函数获取字符的整数表示,chr()函数把编码转换为对应的字符:

>>> ord('A')65>>> ord('中')20013>>> chr(66)'B'>>> chr(25991)'文'

如果知道字符的整数编码,还可以用十六进制这么写str
'中文' // 中文
byte
由于Python的字符串类型是str,在内存中以Unicode表示,一个字符对应若干个字节。如果要在网络上传输,或者保存到磁盘上,就需要把str变为以字节为单位的bytes。
Python对bytes类型的数据用带b前缀的单引号或双引号表示:
x = b'ABC'
要注意区分'ABC'和b'ABC',前者是str,后者虽然内容显示得和前者一样,但bytes的每个字符都只占用一个字节。
以Unicode表示的str通过encode()方法可以编码为指定的bytes,例如:

>>> 'ABC'.encode('ascii')b'ABC'>>> '中文'.encode('utf-8')b'\xe4\xb8\xad\xe6\x96\x87'>>> '中文'.encode('ascii')Traceback (most recent call last):File "", line 1, in UnicodeEncodeError: 'ascii' codec can't encode characters in position 0-1: ordinal not in range(128)

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:
>>> b'ABC'.decode('ascii')'ABC'>>> b'\xe4\xb8\xad\xe6\x96\x87'.decode('utf-8')'中文'
要计算str包含多少个字符,可以用len()函数
>>> len('ABC')3>>> len('中文')2
len()函数计算的是str的字符数,如果换成bytes,len()函数就计算字节数

>>> len(b'ABC')3>>> len(b'\xe4\xb8\xad\xe6\x96\x87')6>>> len('中文'.encode('utf-8'))6

1个中文字符经过UTF-8编码后通常会占用3个字节,而1个英文字符只占用1个字节。
在操作字符串时,我们经常遇到str和bytes的互相转换。为了避免乱码问题,应当始终坚持使用UTF-8编码对str和bytes进行转换。
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。
格式化:
在Python中,采用的格式化方式和C语言是一致的,用%实现,举例如下:
format % (...params)>>> 'Hello, %s' % 'world''Hello, world'>>> 'Hi, %s, you have $%d.' % ('Michael', 1000000)'Hi, Michael, you have $1000000.'
%运算符就是用来格式化字符串的。在字符串内部,%s表示用字符串替换,%d表示用整数替换,%x表示16进制整数,有几个%?占位符,后面就跟几个变量或者值,顺序要对应好。如果只有一个%?,括号可以省略。
格式化整数和浮点数还可以指定是否补0和整数与小数的位数:
>>> '%2d-%02d' % (3, 1)' 3-01'>>> '%.2f' % 3.1415926'3.14'
有些时候,字符串里面的%是一个普通字符怎么办?这个时候就需要转义,用%%来表示一个%:
>>> 'growth rate: %d %%' % 7'growth rate: 7 %'

你直接print(s)是正确的,只不过你html格式有问题,自己随便找个模板套用下,在body标签中输出。

Python3中的编码问题前,第一个段落对字节、ASCII与Unicode与UTF-8等进行基本介绍,如果不对这几种编码犯头晕,可直接跳过。
ASCII与Unicode与UTF-8与GBK

首先从老大哥说起。跟很多人一样,大学读了这么久,久仰ASCII编码的大名。要说这个老大哥,我们再先从字节说起。一个字节包括八个比特位,每个比特位表示0或1,一个字节即可表示从00000000到11111111共2^8=256个数字。一个ASCII编码使用一个字节(除去字节的最高位作为作奇偶校验位),ASCII编码实际使用一个字节中的7个比特位来表示字符,共可表示2^7=128个字符。比如那时写C语言的程序,就经常要背下ASCII编码中的01000001(即十进制的65)表示字符‘A’,01000001加上32之后的01100001(即十进制的97)表示字符‘a’。现在打开Python,调用chr和ord函数,我们可以看到Python为我们对ASCII编码进行了转换。

第一个00000000表示空字符,因此ASCII编码实际上只包括了
字母、标点符号、特殊符号等共127个字符。因为ASCII是在美国出生的,对于由字母组成单词进而用单词表达的英文来说也是够了。但是中国人、日本人、
韩国人等其他语言的人不服了。中文是一个字一个字,ASCII编码用上了浑身解数256个字符都不够用。

因此后来出现了Unicode编码。Unicode编码通常由两个字节组成,共表示256*256个字符,即所谓的UCS-2。某些偏僻字还会用到四个字节,即所谓的UCS-4。也就是说Unicode标准也还在发展。但UCS-4出现的比较少,我们先记住:最原始的ASCII编码使用一个字节编码,但由于语言差异字符众多,人们用上了两个字节,出现了统一的、囊括多国语言的Unicode编码。

在Unicode中,原本ASCII中的127个字符只需在前面补一个全零的字节即可,比如前文谈到的字符‘a’:01100001,在Unicode中变成了00000000 01100001。不久,美国人不开心了,吃上了世界民族之林的大锅饭,原本只需一个字节就能传输的英文现在变成两个字节,非常浪费存储空间和传输速度。

人们再发挥聪明才智,于是出现了UTF-8编码。因为针对的是空间浪费问题,因此这种UTF-8编码是可变长短的,从英文字母的一个字节,到中文的通常的三个字节,再到某些生僻字的六个字节。解决了空间问题,UTF-8编码还有一个神奇的附加功能,那就是兼容了老大哥的ASCII编码。一些老古董软件现在在UTF-8编码中可以继续工作。

注意除了英文字母相同,汉字在Unicode编码和UTF-8编码中通常是不同的。比如汉字的‘中’字在Unicode中是01001110
00101101,而在UTF-8编码中是11100100 10111000
10101101。

我们祖国母亲自然也有自己的一套标准。那就是GB2312和GBK。当然现在挺少看到。通常都是直接使用UTF-8。记得我唯一一次看到GB编码的网页,是一个成人网站。

Python3中的默认编码

Python3中默认是UTF-8,我们通过以下代码:

import sys

sys.getdefaultencoding()

可查看Python3的默认编码。

Python3中的encode和decode

Python3中字符编码经常会使用到decode和encode函数。特别是在抓取网页中,这两个函数用的熟练非常有好处。我的理解,encode的作用,使我们看到的直观的字符转换成计算机内的字节形式。decode刚好相反,把字节形式的字符转换成我们看的懂的、直观的、“人模人样”的形式。如下图。

\x表示后面是十六进制,\xe4\xb8\xad即是二进制的11100100 10111000
10101101。也就是说汉字‘中’encode成字节形式,是11100100 10111000
10101101。同理,我们拿11100100
10111000 10101101也就是\xe4\xb8\xad来decode回来,就是汉字‘中’。完整的应该是b'\xe4\xb8\xad',在Python3中,以字节形式表示的字符串则必须加上前缀b,也就是写成上文的b'xxxx'形式。

前文说的Python3的默认编码是UTF-8,所以我们可以看到,Python处理这些字符的时候是以UTF-8来处理的。因此从上图可以看到,就算我们通过encode('utf-8')特意把字符encode为UTF-8编码,出来的结果还是相同:b'\xe4\xb8\xad'。

明白了这一点,同时我们知道UTF-8兼容ASCII,我们可以猜想大学时经常背诵的‘A’对应ASCII中的65,在这里是不是也能正确的decode出来呢。十进制的65转换成十六进制是41,我们尝试下:

b'\x41'.decode()

结果如下。果然是字符‘A’

Python3中的编码转换

据说字符在计算机的内存中统一是以Unicode编码的。只有在字符要被写进文件、存进硬盘或者从服务器发送至客户端(例如网页前端的代码)时会变成utf-8。但其实我比较关心怎么把这些字符以Unicode的字节形式表现出来,露出它在内存中的庐山正面目的。这里有个照妖镜:

xxxx.encode/decode('unicode-escape')

输出如下

b'\\u4e2d'还是b'\u4e2d,一个斜杠貌似没影响。同时可以发现在shell窗口中,直接输'\u4e2d'和输入b'\u4e2d'.decode('unicode-escape')是相同的,都会打印出汉字‘中’,反而是'\u4e2d'.decode('unicode-escape')会报错。说明说明Python3不仅支持Unicode,而且一个‘\uxxxx’格式的Unicode字符可被辨识且被等价于str类型。

如果我们知道一个Unicode字节码,怎么变成UTF-8的字节码呢。懂了以上这些,现在我们就有思路了,先decode,再encode。代码如下:

xxx.decode('unicode-escape').encode()

测试如下:

可以看到最后输出的UTF-8字节与上面的相同。尝试成功。所以其他的编码之间的转换,大概也是如此。

最后的扩展

还记得刚刚那个ord吗。时代变迁,老大哥ASCII被人合并,但ord还是有用武之地。试试ord('中'),输出结果是20013。20013是什么呢,我们再试试hex(ord('中')),输出结果是'0x4e2d',也就是20013是我们在上文见面了无数次的x4e2d的十进制值。这里说下hex,是用来转换成十六进制的函数,学过单片机的人对hex肯定不会陌生。

最后的扩展,在网上看到的他人的问题。我们写下类似于'\u4e2d'的字符,Python3知道我们想表达什么。但是让Python读取某个文件的时候出现了'\u4e2d',是不是计算机就不认识它了呢?后来下文有人给出了答案。如下:

import codecs

file = codecs.open( "a.txt", "r", "unicode-escape" )

u = file.read()

print(u)


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