Python基础-字符编码问题【五】

2017年6月4日12:30:39 发表评论 569 views
广告也精彩

Python基础-字符编码问题【五】

一、字符编码具体原理

1.内存和硬盘都是用来存储的。

CPU:速度快
硬盘:永久保存

Python基础-字符编码问题【五】

2、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。

3.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)

4.什么是编码?

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?

    字符---------(翻译过程)-------------数字  #这就必须经过一个过程:

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

5.以下两个场景涉及到字符编码的问题:

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")
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")

6.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)

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。

1 所有程序,最终都要加载到内存,程序保存到硬盘不同的国家用不同的编码格式,但是到内存中我们为了兼容万国(计算机可以运行任何国家的程序原因在于此),统一且固定使用unicode,
2 这就是为何内存固定用unicode的原因,你可能会说兼容万国我可以用utf-8啊,可以,完全可以正常工作,之所以不用肯定是unicode比utf-8更高效啊(uicode固定用2个字节编码
3 ,utf-8则需要计算),但是unicode更浪费空间,没错,这就是用空间换时间的一种做法,而存放到硬盘,或者网络传输,都需要把unicode转成utf-8,
4 因为数据的传输,追求的是稳定,高效,数据量越小数据传输就越靠谱,于是都转成utf-8格式的,而不是unicode。

二、字符编码转换

unicode------>encode(编码)-------->utf-8
utf-8---------->decode--------->unicode
Python基础-字符编码问题【五】
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

三、 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

四、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

  • QQ精品交流群
  • weinxin
  • 微信公众号
  • weinxin
广告也精彩
admin

发表评论

:?: :razz: :sad: :evil: :!: :smile: :oops: :grin: :eek: :shock: :???: :cool: :lol: :mad: :twisted: :roll: :wink: :idea: :arrow: :neutral: :cry: :mrgreen: