bytes类型

定义

    bytes类型是指一堆字节的集合,在python中以b开头的字符串都是bytes类型

b'\xe5\xb0\x8f\xe7\x8c\xbf\xe5\x9c\x88' #b开头的都代表是bytes类型,是以16进制来显示的,2个16进制代表一个字节。 utf-8是3个字节代表一个中文,所以以上正好是9个字节

Bytes类型的作用

    计算机只能存储2进制, 我们的字符、图片、视频、音乐等想存到硬盘上,也必须以正确的方式编码成2进制后再存。

对于文字,我们可以以gbk编码,也可以以utf-8、ASCII编码。

对于图片,必须编码成PNG,JPEG等格式

对于音乐,必须编码成MP3,WAV等

    在python中, 数据转成2进制后不是直接以0101010的形式表示的,而是用一种叫bytes(字节)的类型来表示,人类不可读。字符串转成bytes后长成这个样子

>>> a = "朝阳"
>>> a.encode("utf-8")  #以utf-8编码
b'\xe6\x9c\x9d\xe9\x98\xb3' #b开头的都代表是bytes类型,是以16进制来显示的,2个16进制代表一个字节。 utf-8是3个字节代表一个中文,所以以上正好是6个字节

    在python中,字符串必须编码成bytes后才能存到硬盘上。在python3中文件存储的默认编码是utf-8.,当然你可以自行改变文件的默认编码

f = open(file = "1.txt",encoding="gbk",mode="w")

二进制模式操作文件

    当然,在打开文件时如果你不想让open这个对象帮你自动编码,你也可以直接往文件里存入bytes数据。

>>> f = open(file = "1.txt",mode="wb") #wb以2进制模式打开文件
>>> s = "自学自动化".encode("utf-8") #自行编码
>>> print(s)
b'\xe8\x87\xaa\xe5\xad\xa6\xe8\x87\xaa\xe5\x8a\xa8\xe5\x8c\x96'
>>> f.write(s)
15
>>> f.close()

二进制模式打开文件有

wb 二进制创建

rb 二进制读

ab 二进制追加

字符编码的转换

    编码转换是指将一种编码转成另外一种编码,比如 utf-8 to gbk。

    为何需要编码转换呢? 因为不同操作系统编码不同, utf-8在win上没办法直接看,因为windows是GBK编码的,得转成gbk。 反过来如果你的GBK字符相在Linux\Mac上正常显示,就得转成utf-8编码。

编码&解码

>>> a
'朝阳'
>>> a.encode("utf-8")
b'\xe6\x9c\x9d\xe9\x98\xb3'
>>> a_utf8=a.encode("utf-8")
>>> a_utf8.decode("utf-8")
'朝阳'

在py3里,内存里的字符串是以unicode编码的,unicode的其中一个特性就是跟所有语言编码都有映射关系。所以你的utf-8格式的文件,在windows电脑上若是不能看,就可以把utf-8先解码成unicode,再由unicode编码成gbk就可以了。

<think> 我们正在讨论bytes类型的定义。根据引用[1]和引用[2],我们可以得出以下结论: 1. **Bytes类型**:在Python中,bytes类型是一种不可变的序列,用于表示0到255之间的整数(即字节值)。它以b开头字符串形式表示,例如:`b'\xe5\xb0\x8f'`。 2. **显示方式**:bytes类型的数据通常以十六进制显示,两个十六进制数代表一个字节。例如,`b'\xe5'`表示一个字节,其十进制值为229。 3. **与字符串的关系**:字符串可以通过编码(如UTF-8)转换成bytes类型(引用[4])。同样,bytes类型可以通过解码转换成字符串。 4. **不可变性**:bytes类型是不可变的(引用[2]),这意味着一旦创建,就不能更改其中的字节。 5. **用途**:bytes类型用于处理二进制数据(引用[3]),如图片、音频等,或者用于网络传输和文件存储(因为计算机存储和传输的都是二进制数据)。 6. **创建方式**: - 使用前缀`b`:`b'abc'` - 使用`bytes()`构造函数:`bytes([97, 98, 99])` 得到 `b'abc'` - 将字符串编码:`'abc'.encode('utf-8')` 7. **与bytearray的区别**:bytes是不可变的,而bytearray是可变的(引用[2])。 现在,根据上述内容,我们可以给出bytes类型的定义: ### Bytes类型的定义 在Python中,`bytes`类型是一种**不可变的序列类型**,用于表示范围在$0$到$255$之间的整数序列(即字节序列)。每个元素代表一个字节,相当于一个八位的二进制数。`bytes`对象通常用于处理二进制数据,如图像、音频文件或网络传输中的原始数据。 #### 创建bytes对象的方式: 1. **直接使用bytes字面值**:在字符串前加`b`前缀(仅包含ASCII字符) ```python b_data = b'Hello' # 创建包含ASCII字符的bytes对象 ``` 2. **使用bytes构造函数**: ```python # 从整数列表创建 b_data = bytes([72, 101, 108, 108, 111]) # 等价于 b'Hello' # 从字符串编码创建 b_data = "Hello".encode('utf-8') ``` 3. **使用十六进制表示**(适用于非ASCII字符): ```python b_data = b'\x48\x65\x6c\x6c\x6f' # 同样是 b'Hello' ``` #### 重要特性: - **不可变性**:一旦创建,无法修改其中任意字节(类似元组)。 - **序列操作**:支持索引(返回整数)、切片(返回新的bytes对象)等序列操作。 - **与字符串转换**:通过`encode()`方法将字符串转换为bytes,通过`decode()`方法将bytes转换为字符串(需要指定编码格式,如UTF-8)。 #### 示例:字符串bytes的转换 ```python # 字符串bytes (编码) text = "小猿圈" bytes_data = text.encode('utf-8') # b'\xe5\xb0\x8f\xe7\x8c\xbf\xe5\x9c\x88' # bytes字符串 (解码) decoded_text = bytes_data.decode('utf-8') # "小猿圈" ``` #### 字节与字符的关系 - 在UTF-8编码中,一个中文字符通常由3个字节表示(如`'小'`对应`b'\xe5\xb0\x8f'`)[^1]。 - 字节值范围:$0 \leq x < 256$(即$8$位无符号整数)[^2]。 ### 总结 `bytes`类型Python中处理二进制数据的基础类型,它提供了对原始字节序列的不可变表示,并通过编码/解码机制与字符串类型相互转换。在文件I/O、网络通信和底层数据处理中具有重要作用[^3][^4]。 §§相关问题§§ 1. 如何将bytes类型转换为十六进制字符串? 2. bytes类型和bytearray类型有何区别? 3. 在Python中如何读取二进制文件并转换为bytes对象? 4. 为什么在文件操作中有时需要显式指定编码方式? </think> ### Bytes类型的定义与特性 在Python中,**bytes类型**是一种不可变的二进制序列类型,用于表示原始的字节数据。以下是其核心定义和特性: #### 1. **基础定义** - **二进制序列**:存储0-255范围内的整数(每个整数对应1字节) - **不可变对象**:创建后不可修改(类似元组) - **字面表示**:以`b`为前缀的字符串形式表示 ```python b'\x48\x65\x6c\x6c\x6f' # 表示 "Hello" 的字节序列 ``` #### 2. **核心特性** | 特性 | 说明 | 示例 | |-------------|----------------------------------------------------------------------|--------------------------| | **编码依赖** | 需配合字符编码解析内容 | `b'\xe4\xb8\xad'.decode('utf-8') → "中"` | | **整数序列** | 索引返回0-255的整数 | `b'AB'[0] → 65` | | **内存存储** | 直接对应计算机的二进制存储形式 | 文件/网络传输的原始数据 | #### 3. **创建方式** ```python # 方式1: b前缀字面量 b1 = b'Python' # 方式2: bytes()构造函数 b2 = bytes([80, 121, 116, 104, 111, 110]) # ASCII码序列 # 方式3: 字符串编码转换 b3 = "中文".encode('utf-8') # b'\xe4\xb8\xad\xe6\x96\x87' ``` #### 4. **字节与字符关系** 字符编码规则决定了字节与字符的映射: - ASCII字符:$1$字符 = $1$字节 - 中文(UTF-8):$1$字符 = $3$字节 $$中文 \xrightarrow{UTF-8} \underbrace{\text{\xe4\xb8\xad}}_{3字节} \underbrace{\text{\xe6\x96\x87}}_{3字节}$$ #### 5. **核心作用** 1. **文件操作**:二进制文件的读写(如图片/音频) ```python with open('image.jpg', 'rb') as f: byte_data = f.read() ``` 2. **网络通信**:TCP/UDP数据传输的基础格式 3. **硬件交互**:串口/USB设备通信的数据载体 4. **数据序列化**:协议缓冲(Protocol Buffers)等序列化格式的基础 > **关键理解**:bytes是计算机存储和传输的原始二进制层,其含义由解码方式决定,如同DNA序列通过不同机制表达为不同蛋白质[^3][^4]。
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