字符编码

一 了解字符编码知识储备

文本编辑器存取文件的原理(nodepad++,pycharm,word)

#1、打开编辑器就打开了启动了一个进程,是在内存中的,所以,用编辑器编写的内容也都是存放与内存中的,断电后数据丢失

#2、要想永久保存,需要点击保存按钮:编辑器把内存的数据刷到了硬盘上。

#3、在我们编写一个py文件(没有执行),跟编写其他文件没有任何区别,都只是在编写一堆字符而已。

python解释器执行py文件的原理 ,例如python test.py

#第一阶段:python解释器启动,此时就相当于启动了一个文本编辑器

#第二阶段:python解释器相当于文本编辑器,去打开test.py文件,从硬盘上将test.py的文件内容读入到内存中(小复习:pyhon的解释性,决定了解释器只关心文件内容,不关心文件后缀名)

#第三阶段:python解释器解释执行刚刚加载到内存中test.py的代码( ps:在该阶段,即真正执行代码时,才会识别python的语法,执行文件内代码,当执行到name="egon"时,会开辟内存
空间存放字符串"egon")

总结python解释器与文件本编辑的异同

#1、相同点:python解释器是解释执行文件内容的,因而python解释器具备读py文件的功能,这一点与文本编辑器一样

#2、不同点:文本编辑器将文件内容读入内存后,是为了显示或者编辑,根本不去理会python的语法,而python解释器将文件内容读入内存后,可不是为了给你瞅一眼python
代码写的啥,而是为了执行python代码、会识别python语法。

二 字符编码介绍

什么是字符编码

计算机要想工作必须通电,即用‘电’驱使计算机干活,也就是说‘电’的特性决定了计算机的特性。电的特性即高低电平(人类从逻辑上将二进制数1对应高电平,二进制数0对应低电平),
关于磁盘的磁特性也是同样的道理。结论:计算机只认识数字   很明显,我们平时在使用计算机时,用的都是人类能读懂的字符(用高级语言编程的结果也无非是在文件内写了一堆字符),如何能让计算机读懂人类的字符?   必须经过一个过程:   
#字符--------(翻译过程)------->数字   #这个过程实际就是一个字符如何对应一个特定数字的标准,这个标准称之为字符编码

字符编码发展

#阶段一:现代计算机起源于美国,最早诞生也是基于英文考虑的ASCII
ASCII:一个Bytes代表一个字符(英文字符/键盘上的所有其他字符),1Bytes=8bit,8bit可以表示0-2**8-1种变化,即可以表示256个字符

ASCII最初只用了后七位,127个数字,已经完全能够代表键盘上所有的字符了(英文字符/键盘的所有其他字符),后来为了将拉丁文也编码进了ASCII表,将最高位也占用了

#阶段二:为了满足中文和英文,中国人定制了GBK
GBK:2Bytes代表一个中文字符,1Bytes表示一个英文字符
为了满足其他国家,各个国家纷纷定制了自己的编码
日本把日文编到Shift_JIS里,韩国把韩文编到Euc-kr里

#阶段三:各国有各国的标准,就会不可避免地出现冲突,结果就是,在多语言混合的文本中,显示出来会有乱码。如何解决这个问题呢???

#!!!!!!!!!!!!非常重要!!!!!!!!!!!!
说白了乱码问题的本质就是不统一,如果我们能统一全世界,规定全世界只能使用一种文字符号,然后统一使用一种编码,那么乱码问题将不复存在,
ps:就像当年秦始皇统一中国一样,书同文车同轨,所有的麻烦事全部解决
很明显,上述的假设是不可能成立的。很多地方或老的系统、应用软件仍会采用各种各样的编码,这是历史遗留问题。于是我们必须找出一种解决方案或者说编码方案,需要同时满足:
#1、能够兼容万国字符
#2、与全世界所有的字符编码都有映射关系,这样就可以转换成任意国家的字符编码

这就是unicode(定长), 统一用2Bytes代表一个字符, 虽然2**16-1=65535,但unicode却可以存放100w+个字符,因为unicode存放了与其他编码的映射关系,准确地说unicode
并不是一种严格意义上的字符编码表,下载pdf来查看unicode的详情: 链接:https:
//pan.baidu.com/s/1dEV3RYp 很明显对于通篇都是英文的文本来说,unicode的式无疑是多了一倍的存储空间(二进制最终都是以电或者磁的方式存储到存储介质中的) 于是产生了UTF-8(可变长,全称Unicode Transformation Format),对英文字符只用1Bytes表示,对中文字符用3Bytes,对其他生僻字用更多的Bytes去存 #总结:内存中统一采用unicode,浪费空间来换取可以转换成任意编码(不乱码),硬盘可以采用各种编码,如utf-8,保证存放于硬盘或者基于网络传输的数据量很小,提高传输效率与稳定性。 !!!重点!!!

乱码出现的情况

首先明确概念
#1、文件从内存刷到硬盘的操作简称存文件
#2、文件从硬盘读到内存的操作简称读文件

乱码的两种情况:
#乱码一:存文件时就已经乱码
存文件时,由于文件内有各个国家的文字,我们单以shiftjis去存,
本质上其他国家的文字由于在shiftjis中没有找到对应关系而导致存储失败
但当我们硬要存的时候,编辑并不会报错(难道你的编码错误,编辑器这个软件就跟着崩溃了吗???),但毫无疑问,不能存而硬存,肯定是乱存了,即存文件阶段就已经发生乱码
而当我们用shiftjis打开文件时,日文可以正常显示,而中文则乱码了

#用open模拟编辑器的过程
可以用open函数的write可以测试,f=open('a.txt','w',encodig='shift_jis'
f.write('你瞅啥
何を見て
') #'你瞅啥'因为在shiftjis中没有找到对应关系而无法保存成功,只存'何を見て
'可以成功

#以任何编码打开文件a.txt都会出现其余两个无法正常显示的问题
f=open('a.txt','wb')
f.write('何を見て
'.encode('shift_jis'))
f.write('你愁啥
'.encode('gbk'))
f.write('你愁啥
'.encode('utf-8'))
f.close()





#乱码二:存文件时不乱码而读文件时乱码
存文件时用utf-8编码,保证兼容万国,不会乱码,而读文件时选择了错误的解码方式,比如gbk,则在读阶段发生乱码,读阶段发生乱码是可以解决的,选对正确的解码方式就ok了,

!!!乱码分析!!!

!!!总结非常重要的两点!!!

#1、保证不乱吗的核心法则就是,字符按照什么标准而编码的,就要按照什么标准解码,此处的标准指的就是字符编码

#2、在内存中写的所有字符,一视同仁,都是unicode编码,比如我们打开编辑器,输入一个“你”,我们并不能说“你”就是一个汉字,此
时它仅仅只是一个符号,该符号可能很多国家都在使用,根据我们使用的输入法不同这个字的样式可能也不太一样。只有在我们往硬盘保存或者
基于网络传输时,才能确定”你“到底是一个汉字,还是一个日本字,这就是unicode转换成其他编码格式的过程了

unicode----->encode-------->utf-8   内存中是unicode编码,存到硬盘上面去是编码

 utf-8-------->decode---------->unicode  从硬盘读到内存中是解码。

以何种方式编码,就要用何种方式解码才不会出现乱码

例子: 模拟文件编码和解码

#定义一个unicode字符,看作是内存中的数据
>>> s = u"" >>> type(s) <type 'unicode'> >>>

#对 s 编码得到e,e就可以看作是硬盘上的数据了 >>> e=s.encode('utf8') >>> type(e) <type 'str'> >>>

#对e 用utf8解码,成功得到对应的unicode >>> e.decode('utf8') u'u4e0a' >>> >>>

#对 e 用gbk解码报错,应为编码和解码的方式不一样导致,编码用的是utf8,解码用的是gbk >>> e.decode('gbk') Traceback (most recent call last): File "<input>", line 1, in <module> e.decode('gbk') UnicodeDecodeError: 'gbk' codec can't decode byte 0x8a in position 2: incomplete multibyte sequence

unicode类型

当python解释器执行到产生字符串的代码时(例如s=u'林'),会申请新的内存地址,然后将'林'以unicode的格式存放到新的内存空间中,所以s只能encode,不能decode

#coding:gbk
x=u'' #等同于 x='上'.decode('gbk')
y=u'' #等同于 y='下'.decode('gbk')
print([x,y]) #[u'u4e0a', u'u4e0b']

对于unicode格式的数据来说,无论怎么打印,都不会乱码.因为unicode可以转换成任意编码.

 

py2默认ASCII码,py3默认的utf8,可以通过如下方式查询

import sys
print(sys.getdefaultencoding())

大家还记得这个声明吗?

#coding:utf8

是的,这就是因为如果py2解释器去执行一个utf8编码的文件,就会以默认地ASCII去解码utf8,一旦程序中有中文,自然就解码错误了,所以我们在文件开头位置声明 #coding:utf8,其实就是告诉解释器,你不要以默认的编码方式去解码这个文件,而是以utf8来解码。而py3的解释器因为默认utf8编码,所以就方便很多了。

常见的编码问题

cmd下的乱码问题

hello.py

#coding:utf8
print ('哈哈')

文件保存时的编码也为utf8。

思考:为什么在IDE下用2或3执行都没问题,在cmd.exe下3正确,2乱码呢?

      我们在win下的终端即cmd.exe去执行,大家注意,cmd.exe本身也一个软件;当我们python2 hello.py时,python2解释器(默认ASCII编码)去按声明的utf8编码文件,而文件又是utf8保存的,所以没问题;问题出在当我们print'路川'时,解释器这边正常执行,也不会报错,只是print的内容会传递给cmd.exe用来显示,而在py2里这个内容就是utf8编码的字节数据,可这个软件默认的编码解码方式是GBK,所以cmd.exe用GBK的解码方式去解码utf8自然会乱码。

py3正确的原因是传递给cmd的是unicode数据,cmd.exe可以识别内容,所以显示没问题。

明白原理了,修改就有很多方式,比如:

print (u'路川')

open()中的编码问题

创建一个hello文本,保存成utf8:

哈哈啊啊哈哈,哦哦哦哦

同目录下创建一个index.py

f=open('hello')
print(f.read())

为什么 在linux下,结果正常:苑昊,在win下,乱码:鑻戞槉(py3解释器)?

因为你的win的操作系统安装时是默认的gbk编码,而linux操作系统默认的是utf8编码;

当执行open函数时,调用的是操作系统打开文件,操作系统用默认的gbk编码去解码utf8的文件,自然乱码。

解决办法:

f=open('hello',encoding='utf8')
print(f.read())

如果你的文件保存的是gbk编码,在win 下就不用指定encoding了。

另外,如果你的win上不需要指定给操作系统encoding='utf8',那就是你安装时就是默认的utf8编码或者已经通过命令修改成了utf8编码。

注意:open这个函数在py2里和py3中是不同的,py3中有了一个encoding=None参数。

参考:http://www.cnblogs.com/luchuangao/articles/6658017.html#_label0

http://www.cnblogs.com/linhaifeng/articles/5950339.html

原文地址:https://www.cnblogs.com/yitianyouyitian/p/8618590.html