Python 3最重要的新特性之一是對(duì)字符串和二進(jìn)制數(shù)據(jù)流做了明確的區(qū)分。文本總是Unicode，由str類型表示，二進(jìn)制數(shù)據(jù)則由bytes類型表示。Python 3不會(huì)以任意隱式的方式混用str和bytes，你不能拼接字符串和字節(jié)流，也無(wú)法在字節(jié)流里搜索字符串（反之亦然），也不能將字符串傳入?yún)?shù)為字節(jié)流的函數(shù)（反之亦然）。

下面讓我們深入分析一下二者的區(qū)別和聯(lián)系。

編碼發(fā)展的歷史

在談bytes和str之前，需要先說說關(guān)于編碼是如何發(fā)展的。。

在計(jì)算機(jī)歷史的早期，美國(guó)為代表的英語(yǔ)系國(guó)家主導(dǎo)了整個(gè)計(jì)算機(jī)行業(yè)，26個(gè)英文字母組成了多樣的英語(yǔ)單詞、語(yǔ)句、文章。因此，最早的字符編碼規(guī)范是ASCII碼，一種8位即1個(gè)字節(jié)的編碼規(guī)范，它可以涵蓋整個(gè)英語(yǔ)系的編碼需要。

編碼是什么？編碼就是把一個(gè)字符用一個(gè)二進(jìn)制來表示。我們都知道，所有的東西，不管是英文、中文還是符號(hào)等等，最終存儲(chǔ)在磁盤上都是01010101這類東西。在計(jì)算機(jī)內(nèi)部，讀取和存儲(chǔ)數(shù)據(jù)歸根結(jié)底，處理的都是0和1組成的比特流。問題來了，人類看不懂這些比特流，如何讓這些010101對(duì)人類變得可讀呢？于是出現(xiàn)了字符編碼，它是個(gè)翻譯機(jī)，在計(jì)算機(jī)內(nèi)部某個(gè)地方，透明的幫我們將比特流翻譯成人類可以直接理解的文字。對(duì)于一般用戶，不需要知道這個(gè)過程是什么原理，是怎么執(zhí)行的。但是對(duì)于程序員卻是個(gè)必須搞清楚的問題。

以ASCII編碼為例，它規(guī)定1個(gè)字節(jié)8個(gè)比特位代表1個(gè)字符的編碼，也就是“00000000”這么寬，一個(gè)一個(gè)字節(jié)的解讀。例如：01000001表示大寫字母A，有時(shí)我們會(huì)“偷懶"的用65這個(gè)十進(jìn)制來表示A在ASCII中的編碼。8個(gè)比特位，可以沒有重復(fù)的最多表示2的8次方(255)個(gè)字符。

后來，計(jì)算機(jī)得到普及，中文、日文、韓文等等國(guó)家的文字需要在計(jì)算機(jī)內(nèi)表示，ASCII的255位遠(yuǎn)遠(yuǎn)不夠，于是標(biāo)準(zhǔn)組織制定出了叫做UNICODE的萬(wàn)國(guó)碼，它規(guī)定任何一個(gè)字符（不管哪國(guó)的）至少以2個(gè)字節(jié)表示，可以更多。其中，英文字母就是用2個(gè)字節(jié)，而漢字是3個(gè)字節(jié)。這個(gè)編碼雖然很好，滿足了所有人的要求，但是它不兼容ASCII，同時(shí)還占用較多的空間和內(nèi)存。因?yàn)?#xff0c;在計(jì)算機(jī)世界更多的字符是英文字母，明明可以1個(gè)字節(jié)就能夠表示，非要用2個(gè)。

于是UTF-8編碼應(yīng)運(yùn)而生，它規(guī)定英文字母系列用1個(gè)字節(jié)表示，漢字用3個(gè)字節(jié)表示等等。因此，它兼容ASCII，可以解碼早期的文檔。UTF-8很快就得到了廣泛的應(yīng)用。

在編碼的發(fā)展歷程中，我國(guó)還創(chuàng)造了自己的編碼方式，例如GBK，GB2312，BIG5。他們只局限于在國(guó)內(nèi)使用，不被國(guó)外認(rèn)可。在GBK編碼中，中文漢字占2個(gè)字節(jié)。

bytes和str之間的異同
回到bytes和str的身上。bytes是一種比特流，它的存在形式是01010001110這種。我們無(wú)論是在寫代碼，還是閱讀文章的過程中，肯定不會(huì)有人直接閱讀這種比特流，它必須有一個(gè)編碼方式，使得它變成有意義的比特流，而不是一堆晦澀難懂的01組合。因?yàn)榫幋a方式的不同，對(duì)這個(gè)比特流的解讀也會(huì)不同，對(duì)實(shí)際使用造成了很大的困擾。下面讓我們看看Python是如何處理這一系列編碼問題的：

''' 遇到問題沒人解答？小編創(chuàng)建了一個(gè)Python學(xué)習(xí)交流QQ群：857662006 尋找有志同道合的小伙伴，互幫互助,群里還有不錯(cuò)的視頻學(xué)習(xí)教程和PDF電子書！ ''' >>> s = "中文" >>> s '中文' >>> type(s) <class 'str'> >>> b = bytes(s, encoding='utf-8') >>> b b'\xe4\xb8\xad\xe6\x96\x87' >>> type(b) <class 'bytes'>

從例子可以看出，s是個(gè)字符串類型。Python有個(gè)內(nèi)置函數(shù)bytes()可以將字符串str類型轉(zhuǎn)換成bytes類型，b實(shí)際上是一串01的組合，但為了在ide環(huán)境中讓我們相對(duì)直觀的觀察，它被表現(xiàn)成了b’\xe4\xb8\xad\xe6\x96\x87’這種形式，開頭的b表示這是一個(gè)bytes類型。\xe4是十六進(jìn)制的表示方式，它占用1個(gè)字節(jié)的長(zhǎng)度，因此”中文“被編碼成utf-8后，我們可以數(shù)得出一共用了6個(gè)字節(jié)，每個(gè)漢字占用3個(gè)，這印證了上面的論述。在使用內(nèi)置函數(shù)bytes()的時(shí)候，必須明確encoding的參數(shù)，不可省略。

我們都知道，字符串類str里有一個(gè)encode()方法，它是從字符串向比特流的編碼過程。而bytes類型恰好有個(gè)decode()方法，它是從比特流向字符串解碼的過程。除此之外，我們查看Python源碼會(huì)發(fā)現(xiàn)bytes和str擁有幾乎一模一樣的方法列表，最大的區(qū)別就是encode和decode。

從實(shí)質(zhì)上來說，字符串在磁盤上的保存形式也是01的組合，也需要編碼解碼。

如果，上面的闡述還不能讓你搞清楚兩者的區(qū)別，那么記住下面兩幾句話：

在將字符串存入磁盤和從磁盤讀取字符串的過程中，Python自動(dòng)地幫你完成了編碼和解碼的工作，你不需要關(guān)心它的過程。

使用bytes類型，實(shí)質(zhì)上是告訴Python，不需要它幫你自動(dòng)地完成編碼和解碼的工作，而是用戶自己手動(dòng)進(jìn)行，并指定編碼格式。

Python已經(jīng)嚴(yán)格區(qū)分了bytes和str兩種數(shù)據(jù)類型，你不能在需要bytes類型參數(shù)的時(shí)候使用str參數(shù)，反之亦然。這點(diǎn)在讀寫磁盤文件時(shí)容易碰到。

在bytes和str的互相轉(zhuǎn)換過程中，實(shí)際就是編碼解碼的過程，必須顯式地指定編碼格式。

>>> b b'\xe4\xb8\xad\xe6\x96\x87' >>> type(b) <class 'bytes'> >>> s1 = str(b) >>> s1 "b'\\xe4\\xb8\\xad\\xe6\\x96\\x87'" >>> type(s1) <class 'str'> >>> s1 = str(b, encoding='utf-8') >>> s1 '中文' >>> type(s1) <class 'str'>

我們?cè)侔炎址畇1，轉(zhuǎn)換成gbk編碼的bytes類型：

>>> s1 '中文' >>> type(s1) <class 'str'> >>> b = bytes(s1, encoding='gbk') >>> b b'\xd6\xd0\xce\xc4'

總結(jié)

以上是生活随笔為你收集整理的浅析Python3中的bytes和str类型的全部?jī)?nèi)容，希望文章能夠幫你解決所遇到的問題。

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