以下部分参考[1],这里复制了其中一部分是为了防止原文被移动或删除。
概述
Python 中有字符串类型(str)和字节类型(byte),以及 Python 编码中最常见也是最顽固的两个错误:
UnicodeEncodeError: 'ascii' codec can't encode characters in position 0-1: ordinal not in range(128)
UnicodeDecodeError: 'utf-8' codec can't decode bytes in position 0-1: invalid continuation byte
这一期就从这两个错误入手,分析 Python 中 Unicode 的正确用法。这篇短文并不能保证你可以永远杜绝上面两个错误,但是希望在下次遇到这个错误的时候知道错在哪里、应该从哪里入手。
编码与解码
上面的两个错误分别是 UnicodeEncodeError 和 UnicodeDecodeError,也就是说分别在 Unicode 编码(Encode)和解码(Decode)过程中出现了错误,那么编码和解码究竟分别意味着什么?根据维基百科字符编码的定义:
字符编码(英语:Character encoding)、字集码是把字符集中的字符编码为指定集合中某一对象(例如:比特模式、自然数序列、8位组或者电脉冲),以便文本在计算机中存储和通过通信网络的传递。
简单来说就是把人类通用的语言符号翻译成计算机通用的对象,而反向的翻译过程自然就是解码了。Python 中的字符串类型代表人类通用的语言符号,因此字符串类型有encode()方法;而字节类型代表计算机通用的对象(二进制数据),因此字节类型有decode()方法。
print("??".encode())
b'\xf0\x9f\x8c\x8e\xf0\x9f\x8c\x8f'
print(b'\xf0\x9f\x8c\x8e\xf0\x9f\x8c\x8f'.decode())
??
既然说编码和解码都是翻译的过程,那么就需要一本字典将人类和计算机的语言一一对应起来,这本字典的名字叫做字符集,从最早的 ASCII 到现在最通用的 Unicode,它们的本质是一样的,只是两本字典的厚度不同而已。ASCII 只包含了26个基本拉丁字母、阿拉伯数目字和英式标点符号一共128个字符,因此只需要(不占满)一个字节就可以存储,而 Unicode 则涵盖的数据除了视觉上的字形、编码方法、标准的字符编码外,还包含了字符特性,如大小写字母,共可包含 1.1M 个字符,而到现在只填充了其中的 110K 个位置。
字符集中字符所存储的位置(或者说对应的计算机通用的数字)称之为码位(code point),例如在 ASCII 中字符 ‘$’ 的码位就是:
print(ord('$'))
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ASCII 只需要一个字节就能存下所有码位,而 Unicode 则需要几个字节才能容纳,但是对于具体采用什么样的方案来实现 Unicode 的这种映射关系,也有很多不同的方案(或规则),例如最常见(也是 Python 中默认的)UTF-8,还有 UTF-16、UTF-32 等,对于它们规则上的不同这里就不深入展开了。当然,在 ASCII 与 Unicode 之间还有很多其他的字符集与编码方案,例如中文编码的 GB2312、繁体字的 Big5 等等,这并不影响我们对编码与解码过程的理解。
以上全部参考[1],下面是我根据[1]整理出来的最终应用代码。
def try_encode(s, encoding="utf-8"):
if s is None:
print('[tryEncode]: input param None!')
return s
try:
return s.encode(encoding)
except UnicodeEncodeError as err:
print(err)
def try_decode(s, decoding="utf-8"):
try:
return s.decode(decoding)
except UnicodeDecodeError as err:
print(err)
def str_decode(string):
while True:
dec = try_decode(string, "utf-8")
if dec is not None:
break
dec = try_decode(string, "ascii")
if dec is not None:
break
dec = try_decode(string, "GB2312")
if dec is not None:
break
dec = try_decode(string, "GBK")
if dec is not None:
break
dec = try_decode(string, "Big5")
if dec is not None:
break
print('[str_decode]: unknown encoding')
dec = None
break
return dec
参考文献
[1] PyTips 0x09 - Python 中 Unicode 的正确用法
[2] python 之路,致那些年,我们依然没搞明白的编码