python3在內存中是用unicode編碼方式存儲的,所以不能直接儲存和傳輸,要轉化為其他編碼進行儲存和傳輸。
字符串通過編碼轉換成字節碼,字節碼通過解碼成為字符串
encode:str --> bytes
decode:bytes --> str
下面是一些編碼的關系
0x01 關於ascii編碼
因為計算機只能處理數字,如果要處理文本,就必須先把文本轉換為數字才能處理。最早的計算機在設計時采用8個比特(bit)作為一個字節(byte),所以,一個字節能表示的最大的整數就是255(二進制11111111=十進制255),如果要表示更大的整數,就必須用更多的字節。比如兩個字節可以表示的最大整數是65535
,4個字節可以表示的最大整數是4294967295
。
由於計算機是美國人發明的,因此,最早只有127個字符被編碼到計算機里,也就是大小寫英文字母、數字和一些符號,這個編碼表被稱為ASCII
編碼,比如大寫字母A
的編碼是65
,小寫字母z
的編碼是122
。
但是要處理中文顯然一個字節是不夠的,至少需要兩個字節,而且還不能和ASCII編碼沖突,所以,中國制定了GB2312
編碼,用來把中文編進去。
因此,Unicode應運而生。Unicode把所有語言都統一到一套編碼里,這樣就不會再有亂碼問題了。
0x02 關於Unicode編碼
Unicode把所有語言都統一到一套編碼里,這樣就不會再有亂碼問題了。
ASCII編碼是1個字節,而Unicode編碼通常是2個字節。
字母A
用ASCII編碼是十進制的65
,二進制的01000001
;
字符0
用ASCII編碼是十進制的48
,二進制的00110000
,注意字符'0'
和整數0
是不同的;
漢字中
已經超出了ASCII編碼的范圍,用Unicode編碼是十進制的20013
,二進制的01001110 00101101
。
你可以猜測,如果把ASCII編碼的A
用Unicode編碼,只需要在前面補0就可以,因此,A
的Unicode編碼是00000000 01000001
。
如果統一成Unicode編碼,亂碼問題從此消失了。但是,如果你寫的文本基本上全部是英文的話,用Unicode編碼比ASCII編碼需要多一倍的存儲空間,在存儲和傳輸上就十分不划算。
所以,本着節約的精神,又出現了把Unicode編碼轉化為“可變長編碼”的UTF-8
編碼。UTF-8編碼把一個Unicode字符根據不同的數字大小編碼成1-6個字節,常用的英文字母被編碼成1個字節,漢字通常是3個字節,只有很生僻的字符才會被編碼成4-6個字節。如果你要傳輸的文本包含大量英文字符,用UTF-8編碼就能節省空間:
在計算機內存中,統一使用Unicode編碼,當需要保存到硬盤或者需要傳輸的時候,就轉換為UTF-8編碼。
用記事本編輯的時候,從文件讀取的UTF-8字符被轉換為Unicode字符到內存里,編輯完成后,保存的時候再把Unicode轉換為UTF-8保存到文件:
瀏覽網頁的時候,服務器會把動態生成的Unicode內容轉換為UTF-8再傳輸到瀏覽器:瀏覽網頁的時候,服務器會把動態生成的Unicode內容轉換為UTF-8再傳輸到瀏覽器:
0x03 python3的編碼細節
- python3默認的編碼為unicode,utf-8可以看做是unicode的一個擴展集
- encode:指明要使用的編碼,decode:指明當前編碼的編碼格式
0x04 python2和python3的一些不同
1) python2中默認使用ascii,python3中默認使用utf-8
2) Python2中,str就是編碼后的結果bytes,str=bytes,所以s只能decode。
3) python3中的字符串與python2中的u'字符串',都是unicode,只能encode,所以無論如何打印都不會亂碼,因為可以理解為從內存打印到內存,即內存->內存,unicode->unicode
4) python3中,str是unicode,當程序執行時,無需加u,str也會被以unicode形式保存新的內存空間中,str可以直接encode成任意編碼格式,s.encode('utf-8'),s.encode('gbk')
#unicode(str)-----encode---->utf-8(bytes) #utf-8(bytes)-----decode---->unicode
5)在windows終端編碼為gbk,linux是UTF-8.