python 的 str bytes 区别

枫铃3年前 (2021-09-30)Python242

在Python 3版本中,把’xxx’和u’xxx’统一成Unicode编码,即写不写前缀u都是一样的。

在Python 3版本中,所有的字符串都是使用Unicode编码的字符串序列。

Python 3最重要的新特性之一是对字符串和二进制数据流做了明确的区分。文本总是 Unicode,由 str 类型表示,二进制数据则由 bytes 类型表示。Python 3 不会以任意隐式的方式混用 str 和 bytes ,你不能拼接字符串和字节流,也无法在字节流里搜索字符串(反之亦然),也不能将字符串传入参数为字节流的函数(反之亦然)。

import sys

# 查看默认编码
print(sys.getdefaultencoding()) # utf-8

b = b'\xe4\xb8\xad\xe5\x9b\xbd' # py3定义bytes使用 b = b'dfja'
print(b, type(b)) # b'\xe4\xb8\xad\xe5\x9b\xbd' <class 'bytes'>
b_decode = b.decode('utf-8')
print(b_decode, type(b_decode)) # 中国 <class 'str'>

s = '中国' # Python3中定义的字符串(str)默认就是 unicode字符串
print(s, type(s)) # 中国 <class 'str'>
# s1 = s.decode("utf-8") # AttributeError: 'str' object has no attribute 'decode' ← Python3中字符串不再有decode方法

s2 = s.encode("gbk") # 将字符串(str)用 “gbk字符编码” 编码为 “gbk字符编码的字节”
print(s2, type(s2)) # b'\xd6\xd0\xb9\xfa' <class 'bytes'>
s22 = s2.decode('gbk') # 将 “字节串” 用 “gbk字符编码” 解码 为 “字符串(str)”
print(s22, type(s22)) # 中国 <class 'str'>

s3 = s.encode("utf-8")
print(s3, type(s3)) # b'\xe4\xb8\xad\xe5\x9b\xbd' <class 'bytes'>
s33 = s.encode("utf-8").decode('utf-8')
print(s33, type(s33)) # 中国 <class 'str'>

bytes和str之间的异同

回到bytes和str的身上。bytes是一种比特流,它的存在形式是01010001110这种。我们无论是在写代码,还是阅读文章的过程中,肯定不会有人直接阅读这种比特流,它必须有一个编码方式,使得它变成有意义的比特流,而不是一堆晦涩难懂的01组合。因为编码方式的不同,对这个比特流的解读也会不同,对实际使用造成了很大的困扰。下面让我们看看Python是如何处理这一系列编码问题的:

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>>> s = "中文"
>>> s
'中文'
>>> type(s)
<class 'str'>
>>> b = bytes(s, encoding='utf-8')
>>> b
b'\xe4\xb8\xad\xe6\x96\x87'
>>> type(b)
<class 'bytes'>

从例子可以看出,s是个字符串类型。Python有个内置函数bytes()可以将字符串str类型转换成bytes类型,b实际上是一串01的组合,但为了在ide环境中让我们相对直观的观察,它被表现成了b’\xe4\xb8\xad\xe6\x96\x87’这种形式,开头的b表示这是一个bytes类型。\xe4是十六进制的表示方式,它占用1个字节的长度,因此”中文“被编码成utf-8后,我们可以数得出一共用了6个字节,每个汉字占用3个,这印证了上面的论述。在使用内置函数bytes()的时候,必须明确encoding的参数,不可省略。

我们都知道,字符串类str里有一个encode()方法,它是从字符串向比特流的编码过程。而bytes类型恰好有个decode()方法,它是从比特流向字符串解码的过程。除此之外,我们查看Python源码会发现bytes和str拥有几乎一模一样的方法列表,最大的区别就是encode和decode。

从实质上来说,字符串在磁盘上的保存形式也是01的组合,也需要编码解码。

如果,上面的阐述还不能让你搞清楚两者的区别,那么记住下面两几句话:

在将字符串存入磁盘和从磁盘读取字符串的过程中,Python自动地帮你完成了编码和解码的工作,你不需要关心它的过程。

使用bytes类型,实质上是告诉Python,不需要它帮你自动地完成编码和解码的工作,而是用户自己手动进行,并指定编码格式。

Python已经严格区分了bytes和str两种数据类型,你不能在需要bytes类型参数的时候使用str参数,反之亦然。这点在读写磁盘文件时容易碰到。

在bytes和str的互相转换过程中,实际就是编码解码的过程,必须显式地指定编码格式。

>>> b
b'\xe4\xb8\xad\xe6\x96\x87'
>>> type(b)
<class 'bytes'>
>>> s1 = str(b)
>>> s1
"b'\\xe4\\xb8\\xad\\xe6\\x96\\x87'"
>>> type(s1)
<class 'str'>
>>> s1 = str(b, encoding='utf-8')
>>> s1
'中文'
>>> type(s1)
<class 'str'>

我们再把字符串s1,转换成gbk编码的bytes类型:

>>> s1
'中文'
>>> type(s1)
<class 'str'>
>>> b = bytes(s1, encoding='gbk')
>>> b
b'\xd6\xd0\xce\xc4'

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