Python学习笔记02-字符编码及格式化

字符编码由来

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。

你可以想得到的是,全世界有上百种语言,日本把日文编到Shift_JIS里,韩国把韩文编到Euc-kr里,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。

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。新的问题又出现了: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。

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


Python的字符编码

在最新的Python 3版本中,字符串是以Unicode编码的,也就是说,Python的字符串支持多语言。

对于单个字符的编码,Python提供了ord()函数获取字符的整数表示,chr()函数把编码转换为对应的字符

        ord('A')  →  65

        chr(66) →  'B'

同时,输入字符串时,可通过\u转置字符的16进制编码,例如

        '\u4f60\u597d' → 你好

16进制编码可以用电脑自带的计算器进行转换。


类型转换(str和bytes转换)

类型转换采用encode方法(s转b)和decode方法(b转s)。

Python的字符串类型是str ,而网络传输常用bytes类型。转换可以使用encode()方法将str编码为指定的bytes类型,例如将str类型的字符ABC转换为utf-8类型的bytes类型:

        'ABC'.encode('utf-8')    →  b'ABC'

如果希望将网络或磁盘读取的字节流(bytes格式)转换为字符(str类型),则需要对bytes类型数据使用decode()方法,例如,bytes类型的数据和str类型数据相互转换示意:

>>> x='你好'

#设x为str类型:你好

>>> y='ABC'

#设y为str类型:ABC

>>> a=x.encode('utf-8')

#a为x转换为bytes类型数据的值,通过utf-8编码

>>> b=y.encode('utf-8')

#b为y转换为bytes类型数据的值,通过utf-8编码

>>> print(a)

#输出a的值

b'\xe4\xbd\xa0\xe5\xa5\xbd'

>>> print(b)

#输出b的值

b'ABC'

>>> d=a.decode('utf-8')

#将a转换回str类型,通过utf-8编码,值设为d

>>> e=b.decode('utf-8')

#将b转换回str类型,通过utf-8编码,值设为e

>>> print(d)

#输出d

你好

>>> print(e)

#输出e

ABC

如果bytes中包含无法解码的字节,decode()方法会报错。

如果bytes中只有一小部分无效的字节,可以传入errors='ignore'忽略错误的字节,该参数默认为errors='strict'严格模式,示意:

        b=b'\xe4\xbd\xa0\xe5\xa5\xbd\xaaaaaaaaa'

        >>> print(b.decode('utf-8'))

        Traceback (most recent call last):

          File "<pyshell#77>", line 1, in <module>

            print(b.decode('utf-8'))

        UnicodeDecodeError: 'utf-8' codec can't decode byte 0xaa in position 6: invalid start byte

        >>> print(b.decode('utf-8',errors='ignore'))

        你好aaaaaaa

要计算str包含多少个字符,可以用len()函数。

        len('馕'.encode('utf-8'))

        3

        len(b'A')

        1

        len('馕')

        1

每个英文占1个字节,中文编码后占3个字符,而编码前占1个字符。


编码声明

由于Python源代码也是一个文本文件,所以,当你的源代码中包含中文的时候,在保存源代码时,就需要务必指定保存为UTF-8编码。当Python解释器读取源代码时,为了让它按UTF-8编码读取,我们通常在文件开头写上这两行:

                #!/usr/bin/env python3

                # -*- coding: utf-8 -*-

第一行注释是为了告诉Linux/OS X系统,这是一个Python可执行程序,Windows系统会忽略这个注释;

第二行注释是为了告诉Python解释器,按照UTF-8编码读取源代码,否则,你在源代码中写的中文输出可能会有乱码。

申明了UTF-8编码并不意味着你的.py文件就是UTF-8编码的,必须并且要确保文本编辑器正在使用UTF-8 without BOM编码。


格式化字符串:%占位符

在Python中,以%作为格式化字符。

占位符:

        占位符          替换内容

        %d                整数

        %f                 浮点数

        %s              字符串

        %x              十六进制整数

其中,格式化整数和浮点数还可以指定是否补0和整数与小数的位数

        例1:

        a='小明'

        b='我的空间'

        c=12

        w='%s ,您好,欢迎光临%s,您是第%d个访客' % (a,b,c)

        print(w)

        输出:小明 ,您好,欢迎光临我的空间,您是第12个访客

例2:

        print('%2d-%02d' % (3, 1))

        print('%.2f' % 3.1415926)

        >>> print(('the number is %.2f')%(12.1))

        the number is 12.10

        >>> print(('the number is %.5f')%(12.1))

        the number is 12.10000

        格式:% + 点 + 位数 + f  【指定浮点数小数点保留位数】

        格式:% + 0 + 位数 + d 【指定最小位数,不足在前边补零,如内容超过位数则不做处理,如替代内容为小数,向下取整】

        格式:% + 位数 + d 【指定最小位数,不足在前边补空格,如内容超过位数则不做处理,如替代内容为小数,向下取整】


格式化字符串:format()

另一种格式化字符串的方法是使用字符串的format()方法,它会用传入的参数依次替换字符串内的占位符{0}、{1}……,参数一般从0开始,但允许指定顺序或指定参数:

例1:

        >>> 'hello,{0},欢迎{1}的你,来到{2}!'.format('王','智慧','新空间')

        'hello,王,欢迎智慧的你,来到新空间!'

例2:

        >>> 'hello,{0},欢迎{3}的你,来到{5}!'.format('王','智慧','机智','新空间','新世纪','零度空间')

        'hello,王,欢迎新空间的你,来到零度空间!'

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