python编程基础之字符编码

2021-05-30 05:00

阅读:612

标签:编码   一段   解释器   程序   阶段   decode   unicode   python2   info   

字符编码具体原理

技术图片
计算机的三大核心cpu、内存、硬盘,CPU相当于人的大脑,内存做临时存储,硬盘做永久存储

文本编辑器存取文件的原理(nodepad++,pycharm,word)

打开编辑器就可以启动一个进程,是在内存中的,所以在编辑器编写的内容也都是存放在内存中的,断电后数据就丢失了。因而需要保存在硬盘上,点击保存按钮或快捷键,就把内存中的数据保存到了硬盘上。在这一点上,我们编写的py文件(没有执行时),跟编写的其他文件没有什么区别,都只是编写一堆字符而已。

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,从硬盘上将test.py的文件内容读入到内存中
  • 第三阶段:python解释器执行刚刚加载到内存中的test.py的代码(在该阶段,即执行时,才会识别python的语法,执行到字符串时,会开辟内存空间存放字符串)、

总结:python解释器与文本编辑器的异同

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

不同点:文本编辑器将文件内容读入内存后,是为了显示/编辑,而python解释器将文件内容读入内存后,是为了执行(识别python的语法)

什么是编码?

计算机想要工作必须通电,高低电平(高电平即二进制数1,低电平即二进制数0),也就是说计算机只认识数字。那么让计算机如何读懂人类的字符呢?

  这就必须经过一个过程:

    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。

以下两个场景涉及到字符编码的问题:

1.一个python文件中的内容是由一堆字符组成的(python文件未执行时)
2.python中的数据类型字符串是由一串字符组成的(python文件执行时)

字符编码的发展史

  • 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,中国人定制了GBK
    GBK:2Bytes代表一个字符,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。
    于是产生了unicode, 统一用2Bytes代表一个字符, 2**16-1=65535,可代表6万多个字符,因而兼容万国语言

但对于通篇都是英文的文本来说,这种编码方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,对英文字符只用1Bytes表示,对中文字符用3Bytes
需要强调的是:

  unicode:简单粗暴,多有的字符都是2Bytes,优点是字符--数字的转换速度快;缺点是占用空间大。

  utf-8:精准,可变长,优点是节省空间;缺点是转换速度慢,因为每次转换都需要计算出需要多长Bytes才能够准确表示。

1.内存中使用的编码是unicode,用空间换时间(程序都需要加载到内存才能运行,因而内存应该是越快越好)

2.硬盘中或网络传输用utf-8,保证数据传输的稳定性,用时间换空间(数据传输时,数据量越小越好)。

字符编码转换

unicode------>encode(编码)-------->utf-8

utf-8---------->decode--------->unicode
技术图片

文件从内存刷到硬盘的操作简称存文件

文件从硬盘读到内存的操作简称读文件

乱码:存文件时就已经乱码 或者 存文件时不乱码而读文件时乱码

总结:

无论是何种编辑器,要防止文件出现乱码(请一定注意,存放一段代码的文件也仅仅只是一个普通文件而已,此处指的是文件没有执行前,我们打开文件时出现的乱码)

核心法则就是,文件以什么编码保存的,就以什么编码方式打开

文本编辑器之python解释器

文件test.py以gbk格式保存,内容为:

  x=‘林‘

无论是

  python2 test.py

还是

  python3 test.py

都会报错(因为python2默认ascii,python3默认utf-8)

除非在文件开头指定#coding:gbk

程序的执行

python3 test.py 或 python2 test.py(执行test.py的第一步,一定是先将文件内容读入到内存中)

  • 阶段一:启动python解释器

  • 阶段二:python解释器此时就是一个文本编辑器,负责打开文件test.py,即从硬盘中读取test.py的内容到内存中

此时,python解释器会读取test.py 的第一行内容,#coding :utf-8,来决定以什么编码格式来读入内存,这一行就是来设定python解释器这个软件的编码使用的编码格式这个编码,python2默认使用ASCII,python3中默认使用utf-8

  • 阶段三:读取已经加载到内存的代码(unicode编码的二进制),然后执行,执行过程中可能会开辟新的内存空间,比如x="egon"
    内存的编码使用unicode,不代表内存中全都是unicode编码的二进制,

在程序执行之前,内存中确实都是unicode编码的二进制,比如从文件中读取了一行x="egon",其中的x,等号,引号,地位都一样,都是普通字符而已,都是以unicode编码的二进制形式存放与内存中的

但是程序在执行过程中,会申请内存(与程序代码所存在的内存是俩个空间),可以存放任意编码格式的数据,比如x="egon",会被python解释器识别为字符串,会申请内存空间来存放"hello",然后让x指向该内存地址,此时新申请的该内存地址保存也是unicode编码的egon,如果代码换成x="egon".encode(‘utf-8‘),那么新申请的内存空间里存放的就是utf-8编码的字符串egon了

python2与python3的区别

在python2中有两种字符串类型str和unicode:在python2中,str就是编码后的结果bytes,所以在Python2中,unicode字符编码的结果就是str/bytes
技术图片

在python3中也有两种字符串类型str和bytes
技术图片

对于unicode格式的数据来说,无论怎么打印,都不会乱码

python3中的字符串与python2中的u‘字符串‘,都是unicode,所以无论如何打印都不会乱码

python编程基础之字符编码

标签:编码   一段   解释器   程序   阶段   decode   unicode   python2   info   

原文地址:https://www.cnblogs.com/happy-winds/p/14756607.html


评论


亲,登录后才可以留言!