python中的编码知识整理汇总

问题

在平时工作中，遇到了这样的错误：

    UnicodeDecodeError: 'ascii' codec can't decode byte

想必大家也都碰到过，很常见 。于是决定对python的编码做一个整理和学习。

基础知识

在python2.x中，有两种数据类型，unicode和str，这两个都是basestring的子类

    >>> a = '中'
    >>> type(a)
    <type 'str'>
    >>> isinstance(a,basestring)
    True
    >>> a = u'中'
    >>> type(a)
    <type 'unicode'>
    >>> isinstance(a,basestring)
    True

两者的区别，概括来讲，str是字节串，由unicode经过编码(encode)后的字节组成的（好比与python3.x的byte）；unicode是对象，才是真正意义上的字符串，由字符组成

    >>> a='中文'
    >>> len(a)
    6
    >>> repr(a)
    "'\\xe4\\xb8\\xad\\xe6\\x96\\x87'"
    >>> b=u'中文'
    >>> len(b)
    2
    >>> repr(b)
    "u'\\u4e2d\\u6587'"

控制台和脚本

在linux下的python控制台执行以下命令，所得的结果和执行脚本是不同的

    >>> a = u'中文'
    >>> repr(a)
    "u'\\xe4\\xb8\\xad\\xe6\\x96\\x87'"
    >>> b = unicode('中文','utf-8')b)
    >>> repr(b)
    "u'\\u4e2d\\u6587'"

可以看到，u'中文'初始化的对象a不是我们所期望的，那究竟是什么原因呢？
将python看成是一根管子，管子里头处理的中间过程都是使用unicode的。入口处，全部转成unicode；出口处，再转成目标编码(当然，有例外，处理逻辑中要用到具体编码的情况)。
在控制台执行命令a = u'中文'，可以将解释为命令，a = '中文'.decode(encode)，从而到到unicode对象a。那么这里的encode是什么呢？对于控制台来说，就是标准输入，即sys.stdin.encoding

    >>> sys.stdin.encoding
    'ISO-8859-1'

我的这边控制台默认的编码是ISO-8859-1，故a = u'中文' <=> a = '中文'.decode('ISO-8859-1')
这里的'中文'是控制台理解的，即使根据终端编码方式编码后的字节码，对于utf-8编码的终端，'中文'='\\xe4\\xb8\\xad\\xe6\\x96\\x87'

    >>> a='中文'.decode('ISO-8859-1') 
    >>> repr(a)
    "u'\\xe4\\xb8\\xad\\xe6\\x96\\x87'"

那如何修改此编码值呢，设置为什么呢？在linux环境中设置环境变量方法如下，具体设置什么只要与终端编码方式一直即可

    export PYTHONIOENCODING=UTF-8

总结

重新回到最初的那个问题，造成问题的原因是没有搞清楚unicode和str的区别，将两者进行了混用。

    >>> a = '中文'
    >>> a.encode('gbk')
    Traceback (most recent call last):
     File "<stdin>", line 1, in <module>
    UnicodeDecodeError: 'ascii' codec can't decode byte 0xe4 in position 0: ordinal not in range(128)

以上的对象a其实是str，即字节码，若终端是utf-8编码的话，那么a就是用utf-8 encode的字节码。a.encode('gbk') 等价于a.decode(encoding).encode('gbk')，即先将字节码解码为unicode字符，然后再encode为字节码。unicode对象作为中转站。那么这里的encoding是什么呢？

    >>> import sys
    >>> sys.getdefaultencoding()
    'ascii'

默认是ascii，这正是错误为什么报无法用ascii解码的原因

    >>> reload(sys)
    <module 'sys' (built-in)>
    >>> sys.setdefaultencoding('utf-8')
    >>> a = '中文'
    >>> repr(a)
    "'\\xe4\\xb8\\xad\\xe6\\x96\\x87'"
    >>> a.encode('gbk')
    '\xd6\xd0\xce\xc4'

将默认编码改为utf-8，即可。不鼓励对str使用encode方法，因为其中隐式对str进行了解码。decode只对str，encode只对unicode，一切decode/encode都显示指定编码方式。