python encode和decode函数说明- Goodpy - 博客园
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python中,我们使用decode()和encode()来进行解码和编码. 在python中,使用unicode类型作为编码的基础类型。
即. decode encode.
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pythonencode和decode函数说明
字符串编码常用类型:utf-8,gb2312,cp936,gbk等。
python中,我们使用decode()和encode()来进行解码和编码
在python中,使用unicode类型作为编码的基础类型。
即
decode encode
str--------->unicode--------->str
u=u'中文'#显示指定unicode类型对象u
str=u.encode('gb2312')#以gb2312编码对unicode对像进行编码str1=u.encode('gbk')#以gbk编码对unicode对像进行编码str2=u.encode('utf-8')#以utf-8编码对unicode对像进行编码
u1=str.decode('gb2312')#以gb2312编码对字符串str进行解码,以获取unicode
u2=str.decode('utf-8')#如果以utf-8的编码对str进行解码得到的结果,将无法还原原来的unicode类型
如上面代码,str\str1\str2均为字符串类型(str),给字符串操作带来较大的复杂性。
好消息来了,对,那就是python3,在新版本的python3中,取消了unicode类型,代替它的是使用unicode字符的字符串类型(str),字符串类型(str)成为基础类型如下所示,而编码后的变为了字节类型(bytes)但是两个函数的使用方法不变:
decode encode
bytes------>str(unicode)------>bytes
u='中文'#指定字符串类型对象u
str=u.encode('gb2312')#以gb2312编码对u进行编码,获得bytes类型对象str
u1=str.decode('gb2312')#以gb2312编码对字符串str进行解码,获得字符串类型对象u1
u2=str.decode('utf-8')#如果以utf-8的编码对str进行解码得到的结果,将无法还原原来的字符串内容
避免不了的是,文件读取问题:
假如我们读取一个文件,文件保存时,使用的编码格式,决定了我们从文件读取的内容的编码格式,例如,我们从记事本新建一个文本文件test.txt,编辑内容,保存的时候注意,编码格式是可以选择的,例如我们可以选择gb2312,那么使用python读取文件内容,方式如下:
f=open('test.txt','r')
s=f.read()#读取文件内容,如果是不识别的encoding格式(识别的encoding类型跟使用的系统有关),这里将读取失败
'''假设文件保存时以gb2312编码保存'''
u=s.decode('gb2312')#以文件保存格式对内容进行解码,获得unicode字符串
'''下面我们就可以对内容进行各种编码的转换了'''
str=u.encode('utf-8')#转换为utf-8编码的字符串str
str1=u.encode('gbk')#转换为gbk编码的字符串str1
str1=u.encode('utf-16')#转换为utf-16编码的字符串str1
python给我们提供了一个包codecs进行文件的读取,这个包中的open()函数可以指定编码的类型:
importcodecs
f=codecs.open('text.text','r+',encoding='utf-8')#必须事先知道文件的编码格式,这里文件编码是使用的utf-8
content=f.read()#如果open时使用的encoding和文件本身的encoding不一致的话,那么这里将将会产生错误
f.write('你想要写入的信息')
f.close()
知识点:编码格式,下面放一下,文件编码的格式介绍(转来的):
文件编码格式
从文件编码的方式来看,文件可分为ASCII码文件和二进制码文件两种。
ASCII文件也称为文本文件,这种文件在磁盘中存放时每个字符对应一个字节,用于存放对应的ASCII码。
例如,数5678的存储形式为:ASC码: 00110101001101100011011100111000 ↓ ↓ ↓ ↓十进制码:5 6 7 8共占用4个字节。
ASCII码文件可在屏幕上按字符显示,例如源程序文件就是ASCII文件,用DOS命令TYPE可显示文件的内容。
由于是按字符显示,因此能读懂文件内容。
二进制文件是按二进制的编码方式来存放文件的。
例如,数5678的存储形式为:00010110
00101110只占二个字节。
二进制文件虽然也可在屏幕上显示,但其内容无法读懂。
C系统在处理这些文件时,并不区分类型,都看成是字符流,按字节进行
处理。
输入输出字符流的开始和结束只由程序控制而不受物理符号(如回车符)的控制。
因此也把这种文件称作“流式文件”。
UCS-2编码(16进制)
UTF-8字节流(二进制)
0000-007F
0xxxxxxx
0080-07FF
110xxxxx10xxxxxx
0800-FFFF
1110xxxx10xxxxxx10xxxxxx
问题一:
使用Windows记事本的“另存为”,可以在GBK、Unicode、Unicodebigendian和UTF-8这几种编码方式间相互转换。
同样是txt文件,Windows是怎样识别编码方式的呢?
我很早前就发现Unicode、Unicodebig
endian和UTF-8编码的txt文件的开头会多出几个字节,分别是FF、FE(Unicode),FE、FF(Unicodebig
endian),EF、BB、BF(UTF-8)。
但这些标记是基于什么标准呢?
问题二:最近在网上看到一个ConvertUTF.c,实现了UTF-
32、UTF-16和UTF-8这三种编码方式的相互转换。
对于Unicode(UCS2)、
GBK、UTF-8这些编码方式,我原来就了解。
但这个程序让我有些糊涂,想不起来UTF-16和UCS2有什么关系。
查了查相关资料,总算将这些问题弄清楚了,顺带也了解了一些Unicode的细节。
写成一篇文章,送给有过类似疑问的朋友。
本文在写作时尽量做到通俗易懂,但要求读者知道什么是字节,什么是十六进制。
0、bigendian和littleendian
bigendian和little
endian是CPU处理多字节数的不同方式。
例如“汉”字的Unicode编码是6C49。
那么写到文件里时,究竟是将6C写在前面,还是将49写在前
面?如果将6C写在前面,就是bigendian。
还是将49写在前面,就是littleendian。
“endian”这个词出自《格列佛游记》。
小人国的内战就源于吃鸡蛋时是究竟从大头(Big-Endian)敲开还是从小头(Little-Endian)敲开,由此曾发生过六次叛乱,其中一个皇帝送了命,另一个丢了王位。
我们一般将endian翻译成“字节序”,将bigendian和littleendian称作“大尾”和“小尾”。
1、字符编码、内码,顺带介绍汉字编码
字符必须编码后才能被计算机处理。
计算机使用的缺省编码方式就是计算机的内码。
早期的计算机使用7位的ASCII编码,为了处理汉字,程序员设计了用于简体中文的GB2312和用于繁体中文的big5。
GB2312(1980年)一共收录了7445个字符,包括6763个汉字和682个其它符号。
汉字区的内码范围高字节从B0-F7,低字节从A1-FE,占用的码位是72*94=6768。
其中有5个空位是D7FA-D7FE。
GB2312
支持的汉字太少。
1995年的汉字扩展规范GBK1.0收录了21886个符号,它分为汉字区和图形符号区。
汉字区包括21003个字符。
2000年的
GB18030是取代GBK1.0的正式国家标准。
该标准收录了27484个汉字,同时还收录了藏文、蒙文、维吾尔文等主要的少数民族文字。
现在的PC平
台必须支持GB18030,对嵌入式产品暂不作要求。
所以手机、MP3一般只支持GB2312。
从ASCII、
GB2312、GBK到GB18030,这些编码方法是向下兼容的,即同一个字符在这些方案中总是有相同的编码,后面的标准支持更多的字符。
在这些编码
中,英文和中文可以统一地处理。
区分中文编码的方法是高字节的最高位不为0。
按照程序员的称呼,GB2312、GBK到GB18030都属于双字节字符集
(DBCS)。
有的中文Windows的缺省内码还是GBK,可以通过GB18030升级包升级到GB18030。
不过GB18030相对GBK增加的字符,普通人是很难用到的,通常我们还是用GBK指代中文Windows内码。
这里还有一些细节:
GB2312的原文还是区位码,从区位码到内码,需要在高字节和低字节上分别加上A0。
在DBCS中,GB内码的存储格式始终是bigendian,即高位在前。
GB2312
的两个字节的最高位都是1。
但符合这个条件的码位只有128*128=16384个。
所以GBK和GB18030的低字节最高位都可能不是1。
不过这不影
响DBCS字符流的解析:在读取DBCS字符流时,只要遇到高位为1的字节,就可以将下两个字节作为一个双字节编码,而不用管低字节的高位是什么。
2、Unicode、UCS和UTF
前面提到从ASCII、GB2312、GBK到GB18030的编码方法是向下兼容的。
而Unicode只与ASCII兼容(更准确地说,是与ISO-8859-1兼容),与GB码不兼容。
例如“汉”字的Unicode编码是6C49,而GB码是BABA。
Unicode
也是一种字符编码方法,不过它是由国际组织设计,可以容纳全世界所有语言文字的编码方案。
Unicode的学名是"Universal
Multiple-OctetCodedCharacterSet",简称为UCS。
UCS可以看作是"UnicodeCharacter
Set"的缩写。
根据维基百科全书(http:
//zh.wikipedia.org/wiki/)的记载:历史上存在两个试图独立设计Unicode的组织,即国际标准化组织(ISO)和一个软件制
造商的协会(unicode.org)。
ISO开发了ISO10646项目,Unicode协会开发了Unicode项目。
在1991年前后,双方都认识到世界不需要两个不兼容的字符集。
于是它们开始合并双方的工作成果,并为创立一个单一编码表而协同工作。
从Unicode2.0开始,Unicode项目采用了与ISO10646-1相同的字库和字码。
目前两个项目仍都存在,并独立地公布各自的标准。
Unicode协会现在的最新版本是2005年的Unicode4.1.0。
ISO的最新标准是10646-3:2003。
UCS规定了怎么用多个字节表示各种文字。
怎样传输这些编码,是由UTF(UCSTransformationFormat)规范规定的,常见的UTF规范包括UTF-8、UTF-7、UTF-16。
IETF
的RFC2781和RFC3629以RFC的一贯风格,清晰、明快又不失严谨地描述了UTF-16和UTF-8的编码方法。
我总是记不得IETF是
InternetEngineeringTaskForce的缩写。
但IETF负责维护的RFC是Internet上一切规范的基础。
3、UCS-2、UCS-4、BMP
UCS有两种格式:UCS-2和UCS-4。
顾名思义,UCS-2就是用两个字节编码,UCS-4就是用4个字节(实际上只用了31位,最高位必须为0)编码。
下面让我们做一些简单的数学游戏:
UCS-2有2^16=65536个码位,UCS-4有2^31=2147483648个码位。
UCS
-4根据最高位为0的最高字节分成2^7=128个group。
每个group再根据次高字节分为256个plane。
每个plane根据第3个字节分为
256行(rows),每行包含256个cells。
当然同一行的cells只是最后一个字节不同,其余都相同。
group0的plane0被称作BasicMultilingualPlane,即BMP。
或者说UCS-4中,高两个字节为0的码位被称作BMP。
将UCS-4的BMP去掉前面的两个零字节就得到了UCS-2。
在UCS-2的两个字节前加上两个零字节,就得到了UCS-4的BMP。
而目前的UCS-4规范中还没有任何字符被分配在BMP之外。
4、UTF编码
UTF-8就是以8位为单元对UCS进行编码。
从UCS-2到UTF-8的编码方式如下:
例如“汉”字的Unicode编码是6C49。
6C49在0800-FFFF之间,所以肯定要用3字节模板了:1110xxxx10xxxxxx10xxxxxx。
将6C49写成二进制是:0110110001001001,用这个比特流依次代替模板中的x,得到:111001101011000110001001,即E6B189。
读者可以用记事本测试一下我们的编码是否正确。
UTF
-16以16位为单元对UCS进行编码。
对于小于0x10000的UCS码,UTF-16编码就等于UCS码对应的16位无符号整数。
对于不小于
0x10000的UCS码,定义了一个算法。
不过由于实际使用的UCS2,或者UCS4的BMP必然小于0x10000,所以就目前而言,可以认为UTF
-16和UCS-2基本相同。
但UCS-2只是一个编码方案,UTF-16却要用于实际的传输,所以就不得不考虑字节序的问题。
5、UTF的字节序和BOM
UTF
-8以字节为编码单元,没有字节序的问题。
UTF-16以两个字节为编码单元,在解释一个UTF-16文本前,首先要弄清楚每个编码单元的字节序。
例如收
到一个“奎”的Unicode编码是594E,“乙”的Unicode编码是4E59。
如果我们收到UTF-16字节流“594E”,那么这是“奎”还是
“乙”?
Unicode规范中推荐的标记字节顺序的方法是BOM。
BOM不是“BillOfMaterial”的BOM表,而是ByteOrderMark。
BOM是一个有点小聪明的想法:
在UCS编码中有一个叫做"ZEROWIDTHNO-BREAK
SPACE"的字符,它的编码是FEFF。
而FFFE在UCS中是不存在的字符,所以不应该出现在实际传输中。
UCS规范建议我们在传输字节流前,先传输
字符"ZEROWIDTHNO-BREAKSPACE"。
这样如果接收者收到FEFF,就表明这个字节流是Big-Endian的;如果收到FFFE,就表明这个字节流是Little-Endian的。
因此字符"ZEROWIDTHNO-BREAKSPACE"又被称作BOM。
UTF-8不需要BOM来表明字节顺序,但可以用BOM来表明编码方式。
字符"ZEROWIDTHNO-BREAK
SPACE"的UTF-8编码是EFBBBF(读者可以用我们前面介绍的编码方法验证一下)。
所以如果接收者收到以EFBB
BF开头的字节流,就知道这是UTF-8编码了。
Windows就是使用BOM来标记文本文件的编码方式的。
6、进一步的参考资料
本文主要参考的资料是"ShortoverviewofISO-IEC10646andUnicode"(http://www.nada.kth.se/i18n/ucs/unicode-iso10646-oview.html)。
我还找了两篇看上去不错的资料,不过因为我开始的疑问都找到了答案,所以就没有看:
"UnderstandingUnicodeAgeneralintroductiontotheUnicode
Standard"
(http://scripts.sil.org/cms/scripts/page.php?site_id=nrsi&item_id=IWS-Chapter04a)
"CharactersetencodingbasicsUnderstandingcharacterset
encodingsandlegacyencodings"
(http://scripts.sil.org/cms/scripts/page.php?site_id=nrsi&item_id=IWS-Chapter03)
posted@
2012-04-1917:33
Goodpy
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