Unicode与字节串

1.字符编码:

  • ASCII编码:每个字符存储在一个字节中。字符码值从 0~127
  • Latin-1编码:每个字符存储在一个字节中。字符码值从 0~255。其中码值128~255分配给特殊字符;码值0~127部分与 ASCII编码相同。
  • UTF-8编码:每个字符存储的字节数量可变,不再是固定编码

    ASCII编码是UTF-8编码的子集,也是Latin-1编码的子集

2.Unicode文本通常叫做“宽字符”字符串,因为每个字符可能表示为多个字节

3.查看字符的Unicode码值: ord()函数; 查看Unicode码值对应的字符:chr()函数

这里的Unicode码值都是整数,可以是十进制、二进制、八进制、十六进制整数等

字符与Unicode码值的转换

4.Python大约支持上百中不同的编码。可以导入encodings模块,并运行help(encodings)显示很多编码名称。有一些编码是Python中实现的,一些是C中实现的。

有些编码对应多个不同的名称

encodings模块

5.Python3中有三种字符串相关类型:

  • str类型表示Unicode文本(8位和更宽的位数),为不可变的字符序列,称为字符串
  • bytes表示二进制数据,称为字节串。bytes对象其实是小整数的一个序列,每个整数的范围在0~255之间。

    • 索引一个bytes实例返回一个整数
    • 分片一个bytes实例返回一个新的bytes实例
    • list(bytes_obj)返回一个整数列表而不是字符列表

      bytes类型几乎支持所有的str操作,但是不支持字符串格式化操作(没有字节串格式化操作)

  • bytearray是一种可变的bytes类型,称为可变字节串。bytearraybytes的一个变体, 它是可变的且支持原地修改。它支持strbytes的常见操作,以及与列表相同的一些原地修改操作。

    str、bytes、bytearray

6.sys.getdefaultencoding()函数返回平台默认的编码方式。sys.getfilesystemencoding()返回系统文件的默认编码方式。

系统默认编码

7.Python3中,当一个文件以文本模式打开时,读取其数据会自动将其内容解码,并返回一个字符串;当一个文件以文本模式写打开时,写入一个字符串会在将该字符串写入文件之前自动编码它。

  • 编码和解码的类型是系统的平台默认编码类型,或者你手动设定的编码类型
  • 根据编码类型,Python自动处理文件起始处的字节标记序列(通常用于标记文件编码类型)
  • Python自动对行尾换行符转换。在windows下,换行符\n在写入文件时转换为windows下的换行符\r\n。在读取文件时windows下的换行符\r\n转换为标准换行符\n

当一个文件以二进制模式打开时,读取其数据直接返回其原生内容而并不以任何方式解码,也不做任何方式修改(即不转换换行符),直接作为bytes实例返回;写入会接受一个bytes实例或者一个bytearray实例,并且不加修改地写入到文件(即不转换换行符)

文件和编码

8.在Python3中,'xxx'"xxx"'''xxx'''均创建一个字符串常量,而添加一个b或者B中创建一个bytes常量b'xxx'B"xxx"b'''xxx'''

  • 尽管bytes打印出来是字符串(若无对应的字符则输出内存表示),但它本质上是一个小整数序列
  • Python3中所有字符串都是Unicode字符(是ASCII字符的超集)

    bytes常量

9.Python3中,虽然字符串与bytes的内存表示相同,但是二者不能混用,因为二者无法自动转换。对于期待一个str实例作为参数的函数,它不能接受一个bytes实例;反之亦然

  • 字符串的.encode(encoding)方法和bytesbytes(a_string,encoding)函数将一个字符串实例转换为它原生bytes形式
  • 字符串的str(a_bytes,encoding)函数和bytes.decode(encoding)方法将一个bytes实例解码成字符串形式。

字符串的.encode(encoding)方法的encoding参数可以为空,此时表示使用平台默认编码

str(a_bytes)函数返回的是bytes实例的打印字符串,而不是执行编码转换过程

bytes和字符串的编解码

10.Python的字符串常量支持:

  • '\xNN':单字节字符(8位),等价于\u00NN
  • '\uNNNN':双字节字符,16位
  • '\UNNNNNNNN':4字节字符,32位

    这里的N均为十六进制整数的一个整数位[0~F]

    单字节字符与多字节字符

11.编解码ASCII字符非常简单,无需显示指定编解码类型(当然你可以随意指定一个编解码类型,因为ASCII编码是任何编码类型的子集)

ASCII字符编码

编解码非ASCII字符则要注意,对该字符的编码类型必须与解码类型一致,否则乱码或者抛出UnicodeDecodeError

ASCII字符编码

12.生成Unicode字符串你可以通过Unicode转义序列来创建,如'A\u4e2d\u56fd';也可以通过chr()函数来创建,如 'A'+chr(0x4e2d)+chr(0x56fd),最终结果都是'A中国'

13.字符串常量与bytes常量区别:

  • 对字符串常量,'\xNN''\u00NN'是等价的;对bytes常量,b'\xNN'b'\u00NN'是不等的

    b'\xE8'长度为2字节,b'\u00E8'长度为6字节

  • 字符串常量可以包含任意字符;bytes常量要求字符要么是ASCII字符,要么是转义字符
  • len(string_literal)得到字符串常量的字符个数;len(bytes_literal)得到bytes常量的字节数

    字符串常量与bytes常量

14.指定Python源文件字符集编码声明:在脚本的第一行写入:

# -*- coding: latin-1 -*-

15.bytes实例的构造:

  • b'abc':构造bytes常量
  • bytes('abc',encoding='ascii'):通过构造函数传入字符串和编码构造
  • bytes([97,98,99]):通过传入小整数可迭代对象构造
  • 'abc'.encode('ascii'):从字符串编码获取

16.bytearray实例的构造:

  • bytearray('abc',encoding='ascii'):通过构造函数传入字符串和编码构造
  • bytearray(b'abc'):通过bytes常量构造

    bytes构造与bytearray构造

17.打开文件时,可以通过encoding关键字参数指定打开文件的编码方式

18.Python的struct模块可以从字符串创建和提取打包的bytes

19.pickle模块存储pickle化的对象用的是bytes