python编码问题之encode、decode、codecs模块

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转载最新推荐文章于 2026-06-05 10:30:00 发布 2.3k 阅读 AI 写同款· GEO 优化 ›

Python——字符串编码转换其中，encode()方法用于将字符串从Unicode编码转换为指定的编码形式，而decode()方法用于将字符串从指定的编码形式解码为Unicode编码。另外，在多语言环境和国际化应用中，字符串编码转换也显得尤为重要，因为不同的地区和语言使用不同的字符编码方式，必须进行正确的转换才能确保数据的准确性和完整性。除了使用encode()和decode()方法外，还可以使用open()函数读取和写入文件时指定编码方式，以及使用str()函数和bytes()函数进行字符串和字节串的转换。阅读详情

原文链接

#先说说编解码问题
编码转换时，通常需要以unicode作为中间编码，即先将其他编码的字符串解码（decode）成unicode，再从unicode编码（encode）成另一种编码。

Eg：

str1.decode('gb2312')    #将gb2312编码的字符串转换成unicode编码
str2.encode('gb2312')    #将unicode编码的字符串转换成gb2312编码

python2.7 idle GUI界面打印中文会出现乱码，这是idle本身问题：

cmd界面的python2.7则是正常的：

注意事项：

s=‘中文’ 如果是在utf8的文件中，该字符串就是utf8编码，如果是在gb2312的文件中，则其编码为gb2312。这种情况下，要进行编码转换，都需要先用decode方法将其转换成unicode编码，再使用encode方法将其转换成其他编码。
在没有指定特定的编码方式时，都是使用的系统默认编码创建的代码文件。
如果字符串是这样定义： s=u’中文’ 则该字符串的编码就被指定为unicode了，即python的内部编码，而与代码文件本身的编码无关。只需要直接使用encode方法将其转换成指定编码即可
如果一个字符串已经是unicode了，再进行解码则将出错,因此通常要对其编码方式是否为unicode进行判断isinstance(s, unicode) #用来判断是否为unicode

#系统中常见的编码方式

##ASCII编码
上世纪70年代，美国国家标准协会(American National Standard Institute , ANSI )制订了ASCII码（American Standard Code for Information Interchange，美国标准信息交换码）

使用7 位二进制数共128个组合来表示所有的大写和小写字母，数字0 到9、标点符号，以及在美式英语中使用的特殊控制字符。

第0～32号及第127号(共34个)是控制字符或通讯专用字符，如控制符：LF（换行）、CR（回车）、FF（换页）、DEL（删除）、BEL（振铃）等

第33～126号(共94个)是字符，其中第48～57号为0～9十个阿拉伯数字；65～90号为26个大写英文字母，97～122号为26个小写英文字母，其余为一些标点符号、运算符号等。

最高位(b7)用作奇偶校验位，所谓奇偶校验，是指在代码传送过程中用来检验是否出现错误的一种方法，一般分奇校验和偶校验两种：

奇校验规定：正确的代码一个字节中1的个数必须是奇数，若非奇数，则在最高位b7添1
偶校验规定：正确的代码一个字节中1的个数必须是偶数，若非偶数，则在最高位b7添1
##扩展的ASCII编码
一个字节中的后7位总共只能表示128个不同的字符，英语用这些字符已经足够了，可是要表示其他语言却是不够。比如，在法语中，字母上方有注音的符号，就无法用ASCII表示。于是，一些国家就利用了字节中闲置的最高位编入新的符号。这样一来，就可以表示最多256个符号，这就是扩展ASCII 码，所以现在有7位和8位的两种ASCII码，扩展的ASCII 码允许将每个字符的第8 位用于确定附加的128 个特殊符号字符、外来语字母和图形符号。但是，不管怎样，0_{127表示的字符是一样的，不同的只是128}255.

##ANSI编码
也是美国国家标准协会(American National Standard Institute , ANSI )制订的标准。为使计算机支持更多语言，通常使用 0x80~0xFF 范围的 2 个字节来表示 1 个字符。比如：汉字 ‘中’ 在中文操作系统中，使用 [0xD6,0xD0] 这两个字节存储。

不同的国家和地区制定了不同的标准，由此产生了 GB2312, BIG5, JIS 等各自的编码标准。这些使用 2 个字节来代表一个字符的各种汉字延伸编码方式，称为 ANSI 编码。

在简体中文系统下，ANSI 编码代表 GB2312 编码
在日文操作系统下，ANSI 编码代表 JIS 编码

不同 ANSI 编码之间互不兼容，当信息在国际间交流时，无法将属于两种语言的文字，存储在同一段 ANSI 编码的文本中。

ANSI编码表示英文字符时用一个字节，表示中文用两个字节，而unicode不管表示英文字符还是中文都是用两个字节来表示。

##Unicode编码
Unicode字符集编码是Universal Multiple-Octet Coded Character Set 通用多八位编码字符集的简称，是国际组织制定的可以容纳世界上所有文字和符号的字符编码方案。

但即使扩展到256个符号也不够用，比如汉字据统计有10万个以上，而且同一个数值在各国的语言中表示的却不同，比如130在法语里面é，而在希腊语里面则代表Gimel，于是UNICODE应运而生。

Unicode是一种在计算机上使用的字符编码。它为每种语言中的每个字符设定了统一并且唯一的二进制编码，以满足跨语言、跨平台进行文本转换、处理的要求。Unicode 标准始终使用十六进制数字，而且在书写时在前面加上前缀“U+”，例如字母“A”的编码为 004116 和字符“?”的编码为 20AC16。所以“A”的编码书写为“U+0041”。但Unicode只是一个符号集，它只规定了符号的二进制代码，却没有规定这个二进制代码应该如何存储。

##UTF8编码
事实证明，对可以用ASCII表示的字符使用UNICODE并不高效，因为UNICODE比ASCII占用大一倍的空间，而对ASCII来说高字节的0对他毫无用处。为了解决这个问题，就出现了一些中间格式的字符集，他们被称为通用转换格式，即UTF（Universal Transformation Format）。目前存在的UTF格式有：UTF-7, UTF-7.5, UTF-8, UTF-16, 以及 UTF-32。

UTF-8（8-bit Unicode Transformation Format）是一种针对Unicode的可变长度字符编码（定长码），也是一种前缀码。它可以用来表示Unicode标准中的任何字符，且其编码中的第一个字节仍与ASCII兼容，这使得原来处理ASCII字符的软件无须或只须做少部份修改，即可继续使用。因此，它逐渐成为电子邮件、网页及其他存储或传送文字的应用中，优先采用的编码。

UTF-8用1~4个字节对Unicode进行编码。从Unicode到UTF-8的编码方式如下：

000000 - 00007F║0xxxxxxx
000080 - 0007FF║110xxxxx 10xxxxxx
000800 - 00FFFF║1110xxxx 10xxxxxx 10xxxxxx
010000 - 10FFFF║11110xxx 10xxxxxx 10xxxxxx 10xxxxxx

对于0x00-0x7F之间的字符，UTF-8编码与ASCII编码完全相同；
带有附加符号的拉丁文、希腊文、西里尔字母、亚美尼亚语、希伯来文、阿拉伯文、叙利亚文及它拿字母则需要二个字节编码（Unicode范围由）；
其他基本多文种平面（BMP）中的字符（这包含了大部分常用字）使用三个字节编码；
其他极少使用的Unicode 辅助平面的字符使用四字节编码；
UTF-8编码的最大长度是4个字节。从上表可以看出，4字节模板有21个x，即可以容纳21位二进制数字。Unicode的最大码位0x10FFFF也只有21位。

UTF-8解析算法：

如果字节(Byte)的第一位为0，则B为ASCII码，并且Byte独立的表示一个字符;
如果字节(Byte)的第一位为1，第二位为0，则Byte为一个非ASCII字符（该字符由多个字节表示）中的一个字节，并且不为字符的第一个字节编码;
如果字节(Byte)的前两位为1，第三位为0，则Byte为一个非ASCII字符（该字符由多个字节表示）中的第一个字节，并且该字符由两个字节表示;
如果字节(Byte)的前三位为1，第四位为0，则Byte为一个非ASCII字符（该字符由多个字节表示）中的第一个字节，并且该字符由三个字节表示;
如果字节(Byte)的前四位为1，第五位为0，则Byte为一个非ASCII字符（该字符由多个字节表示）中的第一个字节，并且该字符由四个字节表示。

##ANSI与ASCII编码区别

字面上差异：ANSI指美国国家标准协会，ASCII指美国信息互换标准代码
ANSI可以说是ASCII的扩展（为了支持非拉丁语系的语言）一方面，他将ascii码扩展到8bits，增加了0x80-0xff共128个字符。另一方面，在cjk（chinese japanese korean）系统中，ANSI在不同语言中有不同的具体标准，在简体中文系统下，ANSI 编码代表 GB2312 编码，在日文操作系统下，ANSI 编码代表 JIS 编码。
ansi编码，就是一种未经国际标准化的编码（也没办法标准化，因为扩展部分的内码存在交集）；而Unicode为国际化的编码。

##GB2312
名称及制定时间
《信息交换用汉字编码字符集》是由中国国家标准总局1980年发布，标准号是GB 2312—1980，所以简称为GB2312。

编码格式
在使用GB2312的程序中，通常采用EUC储存方法，以便兼容于ASCII。浏览器编码表上的“GB2312”，通常都是指“EUC-CN”表示法。

每个汉字及符号以两个字节来表示。第一个字节称为“高位字节”（也称“区字节）”，第二个字节称为“低位字节”（也称“位字节”）。
“高位字节”使用了0xA1-0xF7(把01-87区的区号加上0xA0)，“低位字节”使用了0xA1-0xFE(把01-94加上 0xA0)。由于一级汉字从16区起始，汉字区的“高位字节”的范围是0xB0-0xF7，“低位字节”的范围是0xA1-0xFE，占用的码位是 72*94=6768。其中有5个空位是D7FA-D7FE。

例如“啊”字在大多数程序中，会以两个字节，0xB0（第一个字节） 0xA1（第二个字节）储存。区位码=区字节+位字节（与区位码对比：0xB0=0xA0+16,0xA1=0xA0+1）。

GB 2312标准共收录6763个汉字，其中一级汉字3755个，二级汉字3008个；同时，GB 2312收录了包括拉丁字母、希腊字母、日文平假名及片假名字母、俄语西里尔字母在内的682个全角字符。

特点
GB 2312的出现，基本满足了汉字的计算机处理需要，它所收录的汉字已经覆盖中国大陆99.75%的使用频率。
对于人名、古汉语等方面出现的罕用字，GB 2312不能处理，这导致了后来GBK及GB 18030汉字字符集的出现。

##GBK
名称及制定时间
GBK全称《汉字内码扩展规范》，全国信息技术标准化技术委员会1995年12月1日制订。

编码格式
GBK编码，是在GB2312-80标准基础上的内码扩展规范，使用了双字节编码方案，其编码范围从8140至FEFE（剔除xx7F），共23940个码位，共收录了21003个汉字，完全兼容GB2312-80标准，支持国际标准ISO/IEC10646-1和国家标准GB13000-1中的全部中日韩汉字，并包含了BIG5编码中的所有汉字。GBK编码方案于1995年10月制定， 1995年12月正式发布，目前中文版的WIN95、WIN98、WINDOWS NT以及WINDOWS 2000、WINDOWS XP、WIN 7等都支持GBK编码方案。

GBK 是 GB2312的扩展 ,除了兼容GB2312外，它还能显示繁体中文，还有日文的假名。

说明
GB2312是中国规定的汉字编码，也可以说是简体中文的字符集编码;GBK 是 GB2312的扩展 ,除了兼容GB2312外，它还能显示繁体中文，还有日文的假名。

参考
http://www.cnblogs.com/TsengYuen/archive/2012/05/22/2513290.html
http://wenku.baidu.com/link?url=DW_eaIYsVuh31R7FHY8nQa3jiyrtnH6rIc5zoseS8apT0vN9exCFteyfcAm30USuphTdKqsOSAwaU7QeqdpK7u4-Gpr2WULF8PLwlY3bafq

#Python模块之codecs
##Unicode模块
python对多国语言的处理是支持的很好的，它可以处理现在任意编码的字符，这里深入的研究一下python对多种不同语言的处理。
有一点需要清楚的是，当python要做编码转换的时候，会借助于内部的编码，转换过程请参考上文第一张图片。

Unicode编码有两种，一种是UCS-2，用两个字节编码，共65536个码位；另一种是UCS-4，用4个字节编码，共2147483648个码位。

python都是支持的，这个是在编译时通过–enable- unicode=ucs2或–enable-unicode=ucs4来指定的。那么我们自己默认安装的python有的什么编码怎么来确定呢？有一个办法，就是通过sys.maxunicode的值来判断：

import  sys
print  sys.maxunicode

如果输出的值为65535,那么就是UCS-2,如果输出是1114111就是UCS-4编码。

我们要认识到一点：当一个字符串转换为内部编码后，它就不是str类型了！它是unicode类型

a  =   " 风卷残云 "
print  type(a)
b  =  unicode(a，‘gb2312')
print  type(b)

运行结果：

<type 'str'>
<type 'unicode'>

这个时候b可以方便的任意转换为其他编码，比如转换为utf-8

c  =  b.encode(’utf8')
print  c

##codecs模块
字符的编码是按照某种规则在单字节字符和多字节字符之间进行转换的某种方法。从单字节到多字节叫做decoding，从多字节到单字节叫做encoding。在这些规则中经常用到的无非是UTF-8和GB2312两种。

在Python中，codecs模块提供了实现这些规则的方法，通过模块公开的方法我们能够方便地获取某种编码方式的Encoder和 Decoder工厂函数(Factory function)，以及StreamReader、StreamWriter和StreamReaderWriter类。

使用“import codecs”导入codecs模块。

codecs模块中重要的函数之一是lookup，它只有一个参数encoding，指的是编码方式的名称，即utf-8或者gb2312等等。如下示例：

import codecs
t = codecs.lookup("utf-8")
print t
(<built-in function utf_8_encode>, <function decode at 0x00AA25B0>, <class encodings.utf_8.StreamReader at 0x00AA0720>, <class encodings.utf_8.StreamWriter at 0x00AA06F0>)
encoder = t[0]
decoder = t[1]
StreamReader = t[2]
StreamWriter = t[3]

lookup函数返回一个包含四个元素的TUPLE，其中t[0]是encoder的函数引用，t[1]是decoder的函数引用，t[2] 是UTF-8编码方式的StreamReader类对象引用，t[3]是UTF-8编码方式的StreamWriter类对象引用相信对Python熟悉的你肯定知道接下来该怎么用它们了。

codecs模块还提供了方便程序员使用的单独函数，以简化对lookup的调用。它们是：
getencoder(encoding)
getdecoder(encoding)
getreader(encoding)
getwriter(encoding)
如果我们只是想获取一种utf-8编码的encoder方法，那么只需要这样做：

encoder = codecs.getencoder("utf-8")

另外，对于StreamReader和StreamWriter的简化， codecs模块提供一个open方法。相对于built-in对象File的open方法，前者多了三个参数encoding, errors, buffering。这三个参数都是可选参数，但是对于应用来说，需要明确指定encoding的值，而errors和buffering使用默认值即可。使用方法如下：

fin = codecs.open("e:\\mycomputer.txt", "r", "utf-8")
print fin.readline()
这是我的电脑
fin.close()

总结一下，codecs模块为我们解决的字符编码的处理提供了lookup方法，它接受一个字符编码名称的参数，并返回指定字符编码对应的 encoder、decoder、StreamReader和StreamWriter的函数对象和类对象的引用。为了简化对lookup方法的调用， codecs还提供了getencoder(encoding)、getdecoder(encoding)、getreader(encoding)和 getwriter(encoding)方法；进一步，简化对特定字符编码的StreamReader、StreamWriter和 StreamReaderWriter的访问，codecs更直接地提供了open方法，通过encoding参数传递字符编码名称，即可获得对 encoder和decoder的双向服务。

##其它资源：

python-codecs官网
 python模块之codecs: 自然语言编码转换

#参考文档

http://xanderzhang.iteye.com/blog/465992

http://jingyan.baidu.com/article/48b558e367b1fe7f38c09a87.html

http://blog.163.com/yang_jianli/blog/static/161990006201371451851274

http://san-yun.iteye.com/blog/1544123

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