怎么在Python里使用UTF-8编码

Python018

怎么在Python里使用UTF-8编码,第1张

概述

在python代码即.py文件的头部声明即可

解析

py文件中的编码

Python 默认脚本文件都是 ANSCII 编码的,当文件 中有非 ANSCII 编码范围内的字符的时候就要使用"编码指示"来修正一个 module 的定义中,如果.py文件中包含中文字符(严格的说是含有非anscii字符),则需要在第一行或第二行指定编码声明:

# -*- coding=utf-8 -*-

#coding=utf-8

# 以上两种选其一即可

其他的编码如:gbk、gb2312也可以;否则会出现:

SyntaxError: Non-ASCII character '\xe4' in file test.py on line 3, but no encoding declaredsee http://www.python.org/peps/pep-0263.html for details

python中的编码与解码

先说一下python中的字符串类型,在python中有两种字符串类型,分别是 str 和 unicode,他们都是basestring的派生类;

str类型是一个包含Characters represent (at least) 8-bit bytes的序列;

unicode 的每个 unit 是一个 unicode obj

在str的文档中有这样的一句话:

The string data type is also used to represent arrays of bytes, e.g., to hold data read from a file.

也就是说在读取一个文件的内容,或者从网络上读取到内容时,保持的对象为str类型;如果想把一个str转换成特定编码类型,需要把str转为Unicode,然后从unicode转为特定的编码类型如:utf-8、gb2312等。

拓展内容

utf-8编码

UTF-8(8-bit Unicode Transformation Format)是一种针对Unicode的可变长度字符编码,也是一种前缀码。它可以用来表示Unicode标准中的任何字符,且其编码中的第一个字节仍与ASCII兼容,这使得原来处理ASCII字符的软件无须或只须做少部分修改,即可继续使用。因此,它逐渐成为电子邮件、网页及其他存储或发送文字的应用中,优先采用的编码。

UTF-8使用一至六个字节为每个字符编码(尽管如此,2003年11月UTF-8被RFC 3629重新规范,只能使用原来Unicode定义的区域,U+0000到U+10FFFF,也就是说最多四个字节):

1、128个US-ASCII字符只需一个字节编码(Unicode范围由U+0000至U+007F)。

2、带有附加符号的拉丁文、希腊文、西里尔字母、亚美尼亚语、希伯来文、阿拉伯文、叙利亚文及它拿字母则需要两个字节编码(Unicode范围由U+0080至U+07FF)。

3、其他基本多文种平面(BMP)中的字符(这包含了大部分常用字,如大部分的汉字)使用三个字节编码(Unicode范围由U+0800至U+FFFF)。

4、其他极少使用的Unicode 辅助平面的字符使用四至六字节编码(Unicode范围由U+10000至U+1FFFFF使用四字节,Unicode范围由U+200000至U+3FFFFFF使用五字节,Unicode范围由U+4000000至U+7FFFFFFF使用六字节)。

对上述提及的第四种字符而言,UTF-8使用四至六个字节来编码似乎太耗费资源了。但UTF-8对所有常用的字符都可以用三个字节表示,而且它的另一种选择,UTF-16编码,对前述的第四种字符同样需要四个字节来编码,所以要决定UTF-8或UTF-16哪种编码比较有效率,还要视所使用的字符的分布范围而定。不过,如果使用一些传统的压缩系统,比如DEFLATE,则这些不同编码系统间的的差异就变得微不足道了。若顾及传统压缩算法在压缩较短文字上的效果不大,可以考虑使用Unicode标准压缩格式(SCSU)。

互联网工程工作小组(IETF)要求所有互联网协议都必须支持UTF-8编码。互联网邮件联盟(IMC)建议所有电子邮件软件都支持UTF-8编码。

Unicode 的编码范围为 0~0x10FFFF ,如此大的范围,显然没办法像 ASCII 编码一样使用一个字节存储。为此,Unicode 制定了各种储存编码的方式,如: UTF-8 、 UTF-16 和 UTF-32 ,这些存储格式被称为 Unicode 转换格式 UTF 。

每种 Unicode 转换格式都会把一个编码存储为一到多个编码单元,如 UTF-8 的编码单元为 8 位的字节; UTF-16 的编码单元为 16 位,即 2 个字节; UTF-32 的编码单元为 32 位,即 4 个字节。

其中, UTF-8 是在互联网上使用最广泛的一种 Unicode 转换格式,具有以下显著的优势。下面,我们就先来看看 UTF-8 具有哪些有点吧~

1. UTF-8 中每个 ASCII 字符只需要一个字节去存储,因此一个 ASCII 文本本身也是一个 UTF-8 文本,即做到了向后兼容。

比如 A 的 ASCII 码对应为 0x41 , a 的 ASCII 码对应为 0x61 ,那么 UTF-8 兼容 ASCII 也就意味着:

这里,需要再次提醒一下:Unicode 是表现形式,UTF-8 是存储形式;即 UTF-8 解码之后为 Unicode ,Unicode 可以编码成 UTF-8 。

2. UTF-8 采用字节为存储单元,因此不存在字节的大端和小段的问题。

UTF-16 和 UTF-32 的存储单元分别是 2 字节和 4 字节,因此在存储时会涉及到大小端的问题。那什么是大小端模式呢?下面我们来暂停补充一下~

关于如何获知你的环境使用的是大端模式还是小端模式,这里有个简单的方式:定义一个 short 类型的数组即可:

数字 1 在 short 类型中表示为 0x0001 ,高位为 0x00 ,低位为 0x01 。我们可以很直观地看到,数组在保存数据时,将高位 0x00 放在了高地址处,将低位 0x01 放在了低地址处。因此使用的就是小端模式。

那 UTF-8 为什么可以使用字节来作为存储单元,而不用担心字节序的问题呢?这就涉及到了 UTF-8 巧妙的编码规则~

UTF-8 最大的一个特点,就是它是一种变长的编码方式。它可以使用 1~4 个字节表示一个符号,根据不同的符号而变化字节长度。UTF-8的编码规则很简单,只有二条:

1)对于单字节符号,字节的第一位设为 0 ,后 7 位为这个符号的 Unicode 码。也就是我们上文提到的向后兼容:对于英文字母,UTF-8 编码和 ASCII 码是相同的。

2)对于使用 X 个字节存储的符号,第一个字节的前 X 位设置为 1 ,第 X+1 位设置为 0 ,后面字节的前 2 位一律设置为 10 ,剩下的位置一次填充这个符号的 Unicode 码。

下表总结了编码规则,字母 x 表示可用于编码的位:

跟据上表,解读 UTF-8 编码也非常简单:如果一个字节的第一位是 0 ,则这个字节单独就是一个字符;如果第一位是 1 ,则连续有多少个 1 ,就表示当前字符占用多少个字节。

下面,我们就来演示一下 UTF-8 编码的过程。

首先,获取汉字 鱼 的 Unicode 码:

我们不妨先对 鱼 这个汉字使用 utf-8 编码看看使用几个字节存储:

鱼 在 UTF-8 编码中使用 3 个字节存储,因此其存储的二进制的形式为 1110xxxx 10xxxxxx 10xxxxxx ,将 Unicode 1001 110001 111100 依次填充到占位符 x 的位置就得到: 11101001 10110001 10111100 。

下面,我们将上述推导得出的 11101001 10110001 10111100 转换为十六进制,验证一下是否为 b'\xe9\xb1\xbc' :

验证无误!