python基础-编码-猿码集

1.编码的概念

编码是将一个符号集的字符编成另一符号集的过程。在计算机中，我们需要将字符转化成二进制的形式来进行处理和存储，因此通常将字符集中的每个字符映射为一个唯一的二进制编码，这样我们才能保证所有计算机系统都可以正确地显示和存储文本。

常用的编码有ASCII码、Unicode、UTF-8等，在Python编程过程中，我们经常遇到需要对文本进行编码和解码的情况。

2.ASCII码

2.1 ASCII码概述

ASCII码是一种使用7个比特编码每个字符的标准编码系统。ASCII码共编码了128个字符，包括英文字母、数字、标点符号以及一些控制字符。

ASCII码中，每个字符都有其对应的十进制数码，如下所示：


# ASCII码表
for i in range(128):
    print(i, chr(i))

除了以上128个字符之外，若要编码国际常用的文字、标点符号，ASCII码已经不足以满足需求，因此出现了Unicode编码。

3.Unicode

3.1 Unicode概述

Unicode是一个标准的字符集，旨在为全世界所有的文字系统提供一个统一的字符编码方案，它为每个码位分配了一个唯一的编号，可以容纳全世界所有的文字符号，包括各种语言的文字、标点符号以及其他符号。

Unicode采用多字节表示字符，通常使用UTF-8编码。

3.2 UTF-8编码

UTF-8是一种Unicode编码的序列化方式，它是一种可变长度的编码方式，即不同的字符可以使用不同长度的字节序列进行编码。

具体地说，UTF-8编码使用1-4个字节表示一个字符，字符的编码长度根据字符所需编码的数字范围来确定。UTF-8编码覆盖了Unicode中的所有码位，因此可以正确地处理各种语言的文字和符号。

以下为UTF-8编码的范例：


#编码
text = 'Python编程'
b = text.encode('utf-8')
#解码
print(b.decode('utf-8'))

4.编码和解码

4.1 编码

在Python中，我们可以使用encode()函数将字符串类型转化成bytes类型（即对字符串进行编码），其参数指定编码方式。例如，使用UTF-8编码：


text = 'Python编程'
b = text.encode('utf-8')

在上述代码中，变量b就是对字符串text进行UTF-8编码的结果。

4.2 解码

将bytes类型转化成字符串类型的过程称为解码。在Python中，我们可以使用decode()函数将bytes类型转化成字符串类型，其参数指定解码方式。例如，使用UTF-8解码：


text = 'Python编程'
b = text.encode('utf-8')
s = b.decode('utf-8')
print(s)

在上述代码中，变量s是对变量b进行UTF-8解码的结果。

5.高级编码操作

5.1 文件编码

在Python处理文本文件时，需要注意文件的编码方式。如果读取的文件编码与Python解释器编码不一致，会导致出现乱码。

可以使用codecs模块中的open()函数来处理文件编码。


import codecs
with codecs.open('file.txt','r',encoding='utf-8') as f:
    text = f.read()

5.2 URL编码

URL中可能包含一些不安全的字符，需要进行编码。例如，中文字符需要经过URL编码才能被正确处理。

在Python中，可以使用urllib库中的quote()函数进行URL编码，如下所示：


import urllib.parse
text = 'Python编程'
params = {'q': text}
qs = urllib.parse.urlencode(params)
url = 'http://www.baidu.com/search?' + qs
print(url)

以上代码中，在将参数进行URL编码时，使用了urlencode()函数，该函数将参数字典转化成字符串格式，并进行了URL编码。最终拼接成完整的URL地址。

5.3 Base64编码

在数据交换过程中，很多时候需要将二进制数据转化成可读的ASCII码，这时就需要使用Base64编码。

在Python中，可以使用base64库中的b64encode()函数进行Base64编码，如下所示：


import base64
data = b'hello world'
encoded_data = base64.b64encode(data)
print(encoded_data)

6.小结

编码是计算机中一个重要的概念，对于编程工作中涉及数据处理的程序员来说，熟练掌握编码和解码是必不可少的技能。在Python中，我们不仅可以进行基础的ASCII码编码和解码，还可以使用Unicode编码对不同语言的文本进行处理。此外，在实际工作中，我们还需要使用高级编码操作，如文件编码、URL编码和Base64编码等。

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