python3在内存中是用unicode编码方式存储的,所以不能直接储存和传输,要转化为其他编码进行储存和传输。

字符串通过编码转换成字节码,字节码通过解码成为字符串

encode:str --> bytes

decode:bytes --> str

下面是一些编码的关系


0x01 关于ascii编码

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个字符被编码到计算机里,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

但是要处理中文显然一个字节是不够的,至少需要两个字节,而且还不能和ASCII编码冲突,所以,中国制定了GB2312编码,用来把中文编进去。

因此,Unicode应运而生。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。

0x02 关于Unicode编码

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。

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

你可以猜测,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


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,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:

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: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:

0x03 python3的编码细节

  1. python3默认的编码为unicode,utf-8可以看做是unicode的一个扩展集
  2. encode:指明要使用的编码,decode:指明当前编码的编码格式

0x04 python2和python3的一些不同

1) python2中默认使用ascii,python3中默认使用utf-8

2) Python2中,str就是编码后的结果bytes,str=bytes,所以s只能decode。

3) python3中的字符串与python2中的u'字符串',都是unicode,只能encode,所以无论如何打印都不会乱码,因为可以理解为从内存打印到内存,即内存->内存,unicode->unicode

4) python3中,str是unicode,当程序执行时,无需加u,str也会被以unicode形式保存新的内存空间中,str可以直接encode成任意编码格式,s.encode('utf-8'),s.encode('gbk')

#unicode(str)-----encode---->utf-8(bytes)
#utf-8(bytes)-----decode---->unicode

5)在windows终端编码为gbk,linux是UTF-8.

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