Python知识点之str 和 bytes 的区别

Python2的字符串有两种:str 和 unicode,Python3的字符串也有两种:str 和 bytes。Python2 的 str 相当于 Python3 的bytes,而unicode相当于Python3的bytes。

Python2里面的str和unicode是可以混用的,在都是英文字母的时候str和unicode没有区别。而Python3 严格区分文本(str)和二进制数据(bytes),文本总是unicode,用str类型,二进制数据则用bytes类型表示,这样严格的限制也让我们对如何使用它们有了清晰的认识,这是很棒的。

Python2 和 Python3 的区别

通过以下代码我们认识以下Python2和Python3的字符串混用情况:

# Python2中:In [1]: 'a' == u'a'Out[1]: True  In [2]: 'a' in u'a'Out[2]: True  In [3]: '编程' == u'编程'/usr/local/bin/ipython:1: UnicodeWarning: Unicode equal comparison failed to convert both arguments to Unicode - interpreting them as being unequal#!/usr/bin/pythonOut[3]: False  In [4]: '编程' in u'编程'---------------------------------------------------------------------------UnicodeDecodeError Traceback (most recent call last) <ipython-input-4-7b677a923254> in <module>() ----> 1 '编程' in u'编程'  UnicodeDecodeError: 'ascii' codec can't decode byte 0xe7 in position 0: ordinal not in range(128)  # Python3中:  In [1]: 'a' == b'a'Out[1]: False  In [2]: 'a' in b'a'---------------------------------------------------------------------------TypeError Traceback (most recent call last) <ipython-input-10-ca907fd8856f> in <module>() ----> 1 'a' in b'a'  TypeError: a bytes-like object is required, not 'str'

以上代码可以看到,Python2中str和unicode的在都是ascii码时混用没区别,因为unicode的ascii区域的值跟str的ascii是一样的;而对应非ascii区域(比如中文),二者又不一样了,可以看到Python2抛出了UnicodeDecodeError的异常,相信这也是很多人处理文本时遇到过的错误;‘编程’在str类型时长度是6,而在unicode时是2。不同字符的不同表现,让Python2的str和unicode显得扑朔迷离。

在Python3中,严格区分了str和bytes,不同类型之间操作就会抛出TypeError的异常。

上面用示例阐述了Python2和Python3中字符串的不同,下面主要讲Python3中的字符串。

str和bytes之间的转换

一图胜千言:

聊聊Python 3 的字符串:str 和 bytes 的区别

str和bytes的相互转换

str.encode(‘encoding’) -> bytes

bytes.decode(‘encoding’) -> str

encoding 指的是具体的编码规则的名称,对于中文来说,它可以是这些值: ‘utf-8’, ‘gb2312’, ‘gbk’, ‘big5’ 等等。

不知道你有没有注意到上图中str矩形要比bytes矩形短,表示同样的内容,str的长度要小于或等于bytes的长度,你可以考虑一下原因(参考Unicode、UTF-8的编码规则)

下面看看具体代码理解一下str和bytes的相互转换:

In [16]: a = 'T恤'In [17]: a Out[17]: 'T恤'In [18]: len(a) Out[18]: 2In [19]: b = a.encode('utf8')  In [20]: b Out[20]: b'Txe6x81xa4'In [21]: a == b Out[21]: FalseIn [22]: c = a.encode('gbk')  In [23]: c Out[23]: b'Txd0xf4'In [24]: b == c Out[24]: FalseIn [25]: a == c Out[25]: False

上面str和bytes之间的转换是针对文本内容的,要是其它二进制内容(比如,图片)时,bytes就不能decode成str了,看以下代码的异常:

In [29]: img = open('str-bytes.jpg', 'rb').read()  In [30]: type(img) Out[30]: bytes  In [31]: img.decode('utf8') --------------------------------------------------------------------------- UnicodeDecodeError Traceback (most recent call last) <ipython-input-31-c9e28f45be95> in <module>()----> 1 img.decode('utf8')UnicodeDecodeError: 'utf-8' codec can't decode byte 0xff in position 0: invalid start byte

因为图片中的二进制数据不符合文本数据的UTF-8编码规则。

上面获得图片数据时,我们用到了open()来读取文件,文件存储的无非是文本和二进制这两种格式,读写文件时也有分清楚编码:

In [32]: open('z.txt', 'w').write('T恤') Out[32]: 2In [33]: open('z.txt', 'w').write(img) --------------------------------------------------------------------------- TypeError Traceback (most recent call last) <ipython-input-33-4a88980b3a54> in <module>() ----> 1 open('z.txt', 'w').write(img)  TypeError: write() argument must be str, not bytes  In [34]: open('z.txt', 'wb').write(img) Out[34]: 12147

读写二进制数据(如图片)时,要加’rb’参数,b代码binary(二进制)

读写文本数据时,一般加’b’,open()会自动转换bytes到str。

总结一下

Python3里面的str是在内存中对文本数据进行使用的,bytes是对二进制数据使用的。

str可以encode为bytes,但是bytes不一定可以decode为str。实际上bytes.decode(‘latin1’)可以称为str,也就是说decode使用的编码决定了decode()的成败,同样的,UTF-8编码的bytes字符串用GBK去decode()也会出错。

bytes一般来自网络读取的数据、从二进制文件(图片等)读取的数据、以二进制模式读取的文本文件(.txt, .html, .py, .cpp等)

 

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