python中的encode()和decode()函数

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对于很多人来说，python的中字符转码是一件很头疼的事情，本来期望结果输出的是中文，结果来一段像这样\xe4\xbd\xa0\xe5\xa5\xbd像是乱码的字符串。

由于学python没多久，昨天使用python的时候，就遇到这种问题，现在来深入研究下与之相关的encode()和decode()函数，和如何把如乱码般的字符串转成中文。

encode()和decode()都是字符串的函数，可直接查看关于python字符串章节的官方文档：
https://docs.python.org/3/library/stdtypes.html?highlight=encode#string-methods

从英文意思上看，encode和decode分别指编码和解码。在python中，Unicode类型是作为编码的基础类型，即：

      decode                 encode
str ---------> str(Unicode) ---------> str

>>> u = '中文'                 # 指定字符串类型对象u 

>>> str1 = u.encode('gb2312')  # 以gb2312编码对u进行编码，获得bytes类型对象
>>> print(str1)
b'\xd6\xd0\xce\xc4'

>>> str2 = u.encode('gbk')     # 以gbk编码对u进行编码，获得bytes类型对象
>>> print(str2)
b'\xd6\xd0\xce\xc4'
>>> str3 = u.encode('utf-8')   # 以utf-8编码对u进行编码，获得bytes类型对象
>>> print(str3)
b'\xe4\xb8\xad\xe6\x96\x87'

>>> u1 = str1.decode('gb2312') # 以gb2312编码对字符串str进行解码，获得字符串类型对象
>>> print('u1')
'中文'

>>> u2 = str1.decode('utf-8')  # 报错，因为str1是gb2312编码的
UnicodeDecodeError: 'utf-8' codec can't decode byte 0xd6 in position 0: invalid continuation byte

简要说下一般有哪些编码格式。

ASCII码

ASCII码是美国早期制定的编码规范，只能表示128个字符，包括英文字符、阿拉伯数字、西文字符以及32个控制字符。简单来说，就是下面这个表：

扩展ASCII码（Extended ASCII）

简单而言，扩展ASCII码的出现是因为ASCII不够用，所以向ASCII表继续扩充到256个符号。
但是因为对于扩展ASCII，不同的国家有不同的标准，于是促使了Unicode编码的诞生。
扩展ASCII码表如下：

Unicode

准确来说，Unicode不是编码格式，而是字符集。这个字符集包含了世界上目前所有的符号。
另外，在原来有些字符可以用一个字节即8位来表示的，在Unicode将所有字符的长度全部统一为16位，因此字符是定长的。
Unicode是长这样的：

\u4f60\u597d\u4e2d\u56fd\uff01\u0068\u0065\u006c\u006c\u006f\uff0c\u0031\u0032\u0033

上面这段Unicode的意思是“你好中国！hello，123”。

关于Unicode，可在这个网站查到所有字符：
https://unicode-table.com/en/

GB2312

当国人得到计算机后，那就要对汉字进行编码。在ASCII码表的基础上，小于127的字符意义与原来相同；而将两个大于127的字节连在一起，来表示汉字，前一个字节从0xA1（161）到0xF7（247）共87个字节，称为高字节，后一个字节从0xA1（161）到0xFE（254）共94个字节，称为低字节，两者可组合出约8000种组合，用来表示6763个简体汉字、数学符号、罗马字母、日文字等。
在重新编码的数字、标点、字母是两字节长的编码，这些称为“全角”字符；而原来在ASCII码表的127以下的称为“半角”字符。
简单而言，GB2312就是在ASCII基础上的简体汉字扩展。

gb2312码表：
http://www.fileformat.info/info/charset/GB2312/list.htm

GBK

简单而言，GBK是对GB2312的进一步扩展（K是汉语拼音kuo zhan（扩展）中“扩”字的声母），
收录了21886个汉字和符号，完全兼容GB2312。

GB18030

GB18030收录了70244个汉字和字符，更加全面，与 GB 2312-1980 和 GBK 兼容。
GB18030支持少数民族的汉字，也包含了繁体汉字和日韩汉字。
其编码是单、双、四字节变长编码的。

UTF（UCS Transfer Format）

UTF是在互联网上使用最广的一种Unicode的实现方式。我们最常用的是UTF-8，表示每次8个位传输数据，除此之外还有UTF-16。
UTF-8长这样，“你好中国！hello，123”：

你好中国！hello，123

简单总结（来源于网络）

• 中国人民通过对 ASCII 编码的中文扩充改造，产生了 GB2312 编码，可以表示6000多个常用汉字。
• 汉字实在是太多了，包括繁体和各种字符，于是产生了 GBK 编码，它包括了 GB2312 中的编码，同时扩充了很多。
• 中国是个多民族国家，各个民族几乎都有自己独立的语言系统，为了表示那些字符，继续把 GBK 编码扩充为 GB18030 编码。
• 每个国家都像中国一样，把自己的语言编码，于是出现了各种各样的编码，如果你不安装相应的编码，就无法解释相应编码想表达的内容。
• 终于，有个叫 ISO 的组织看不下去了。他们一起创造了一种编码 UNICODE ，这种编码非常大，大到可以容纳世界上任何一个文字和标志。所以只要电脑上有 UNICODE 这种编码系统，无论是全球哪种文字，只需要保存文件的时候，保存成 UNICODE 编码就可以被其他电脑正常解释。
• UNICODE 在网络传输中，出现了两个标准 UTF-8 和 UTF-16，分别每次传输 8个位和 16个位。于是就会有人产生疑问，UTF-8 既然能保存那么多文字、符号，为什么国内还有这么多使用 GBK 等编码的人？因为 UTF-8 等编码体积比较大，占电脑空间比较多，如果面向的使用人群绝大部分都是中国人，用 GBK 等编码也可以。