python encoding=utf-8_python以utf8打印字符串

python encoding=utf-8_python以utf8打印字符串之前写程序时也出现过类似错误,每次解决了到第二次遇见又忘了具体方法,这次记录一下。一、字符编码问题先介绍一下字符编码问题1.ASCLL与GB2312由于计算机是美国人发明的,因此,最早只有127个字符被编码到计算机里,也就是大小写英文字母、数字和一些符号,这个编码表被称为ASCII编码,比如大写字母A的编码是65,小写字母z的编码是122。但是要处理中文显然一个字节是不够的,至…

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之前写程序时也出现过类似错误,每次解决了到第二次遇见又忘了具体方法,这次记录一下。

一、字符编码问题

先介绍一下字符编码问题

1.ASCLL与GB2312

由于计算机是美国人发明的,因此,最早只有127个字符被编码到计算机里,也就是大小写英文字母、数字和一些符号,这个编码表被称为ASCII编码,比如大写字母A的编码是65,小写字母z的编码是122

但是要处理中文显然一个字节是不够的,至少需要两个字节,而且还不能和ASCII编码冲突,所以,中国制定了GB2312编码,用来把中文编进去。

国标码是汉字的国家标准编码,目前主要有GB2312、GBK、GB18030三种。

  1. GB2312编码方案于1980年发布,收录汉字6763个,采用双字节编码。
  2. GBK编码方案于1995年发布,收录汉字21003个,采用双字节编码。
  3. GB18030编码方案于2000年发布第一版,收录汉字27533个;2005年发布第二版,收录汉字70000余个,以及多种少数民族文字。GB18030采用单字节、双字节、四字节分段编码。

新版向下兼容旧版,也就是说GBK是在GB2312已有码位基础上增加新码位,GB18030是在GBK已有码位基础上增加新码位,各种编码方案中共有的字符编码相同。现在的中文信息处理应优先采用GB18030编码方案。

2.Unicode

全世界有上百种语言,日本把日文编到Shift_JIS里,韩国把韩文编到Euc-kr里,各国有各国的标准,就会不可避免地出现冲突,结果就是,在多语言混合的文本中,显示出来会有乱码。因此,Unicode应运而生。Unicode把所有语言都统一到一套编码里,这样就不会再有乱码问题了。Unicode标准也在不断发展,但最常用的是用两个字节表示一个字符(如果要用到非常偏僻的字符,就需要4个字节)。

ASCLL与Unicode的关系

现在,捋一捋ASCII编码和Unicode编码的区别:ASCII编码是1个字节,而Unicode编码通常是2个字节。

字母A用ASCII编码是十进制的65,二进制的01000001

字符0用ASCII编码是十进制的48,二进制的00110000,注意字符'0'和整数0是不同的;

汉字’中’已经超出了ASCII编码的范围,用Unicode编码是十进制的20013,二进制的01001110 00101101

你可以猜测,如果把ASCII编码的A用Unicode编码,只需要在前面补0就可以,因此,A的Unicode编码是00000000 01000001

3.UTF-8

UTF-8编码把一个Unicode字符根据不同的数字大小编码成1-6个字节,常用的英文字母被编码成1个字节,汉字通常是3个字节,只有很生僻的字符才会被编码成4-6个字节。如果你要传输的文本包含大量英文字符,用UTF-8编码就能节省空间。

ASCLL与utf-8编码的关系

字符 ASCII Unicode UTF-8
A 01000001 00000000 01000001 01000001
x 01001110 00101101 11100100 10111000 10101101

从上面的表格可以发现,UTF-8编码有一个额外的好处,就是ASCII编码实际上可以被看成是UTF-8编码的一部分,所以,大量只支持ASCII编码的历史遗留软件可以在UTF-8编码下继续工作。

计算机系统通用的字符编码工作方式

搞清楚了ASCII、Unicode和UTF-8的关系,我们就可以总结一下现在计算机系统通用的字符编码工作方式:

在计算机内存中,统一使用Unicode编码,当需要保存到硬盘或者需要传输的时候,就转换为UTF-8编码。

用记事本编辑的时候,从文件读取的UTF-8字符被转换为Unicode字符到内存里,编辑完成后,保存的时候再把Unicode转换为UTF-8保存到文件。

rw-file-utf-8

str与bytes,encode() 与 decode()

Python的字符串类型是str,在内存中以Unicode表示,一个字符对应若干个字节。如果要在网络上传输,或者保存到磁盘上,就需要把str变为以字节为单位的bytes。Python对bytes类型的数据用带b前缀的单引号或双引号表示:

x = b'ABC'

要注意区分'ABC'b'ABC',前者是str,后者虽然内容显示得和前者一样,但bytes的每个字符都只占用一个字节。bytes类型中把单个字节能显示的字符显示,不能显示的用\x##。

以Unicode表示的str通过encode()方法可以编码为指定的bytes,例如:

>>> 'ABC'.encode('ascii')
b'ABC'
>>> '中文'.encode('utf-8')
b'\xe4\xb8\xad\xe6\x96\x87'
>>> '中文'.encode('ascii')
Traceback (most recent call last):
  File "<stdin>", line 1, in <module>
UnicodeEncodeError: 'ascii' codec can't encode characters in position 0-1: ordinal not in range(128)

 纯英文的str可以用ASCII编码为bytes,内容是一样的,含有中文的str可以用UTF-8编码为bytes。含有中文的str无法用ASCII编码,因为中文编码的范围超过了ASCII编码的范围,Python会报错。

bytes中,无法显示为ASCII字符的字节,用\x##显示。(b’ABC’可以显示为ASCLL字符的字节,b’\xe4\xb8\xad\xe6\x96\x87’无法显示为ASCLL字符的字节)

反过来,如果我们从网络或磁盘上读取了字节流,那么读到的数据就是bytes。要把bytes变为str,就需要用decode()方法:

>>> b'ABC'.decode('ascii')
'ABC'
>>> b'\xe4\xb8\xad\xe6\x96\x87'.decode('utf-8')
'中文'

 如果bytes中包含无法解码的字节,decode()方法会报错,如果bytes中只有一小部分无效的字节,可以传入errors='ignore'忽略错误的字节:

>>> b'\xe4\xb8\xad\xff'.decode('utf-8')
Traceback (most recent call last):
  ...
UnicodeDecodeError: 'utf-8' codec can't decode byte 0xff in position 3: invalid start byte
>>> b'\xe4\xb8\xad\xff'.decode('utf-8', errors='ignore')
'中'

 可见,1个中文字符经过UTF-8编码后通常会占用3个字节,而1个英文字符只占用1个字节。

在操作字符串时,我们经常遇到strbytes的互相转换。为了避免乱码问题,应当始终坚持使用UTF-8编码对strbytes进行转换。

二、问题解决

现在看遇到的问题

df = pd.read_csv('catering_sale.csv')

然后出现了

UnicodeDecodeError: 'utf-8' codec can't decode byte 0xc8 in position 0: invalid continuation byte

 pd.read_csv():

encoding : str, default None

Encoding to use for UTF when reading/writing (e.g. 'utf-8'). List of Python standard encodings

默认的encoding 是utf-8,所以问题是出现了utf-8不能解码的字节。

该情况是由于出现了无法进行转换的 二进制数据造成的,可以写一个小的脚本来判断下,是整体的字符集参数选择上出现了问题,还是出现了部分的无法转换的二进制块:

#python3
#以读入文件为例:
f = open("catering_sale.csv","rb")#二进制格式读文件
i = 0
while True:
    i += 1 
    print(i)
    line = f.readline()
    if not line:
        break
    else:
        try:
#             print(line)
#             print(line.decode('utf8'))
            line.decode('utf8')
            #为了暴露出错误,最好此处不print
        except:
            print(str(line))

输出 

1
b'\xc8\xd5\xc6\xda,\xcf\xfa\xc1\xbf\r\n'
2
3
4
5
6

从输出中可以看出是第一行中的字节编码无法解码。这是可以看自己的第一行数据。我的情况是中文。

找到了问题,尝试了一下修改方法:

使用国标码编码 

df = pd.read_csv('catering_sale.csv', encoding = 'gb2312')

 

读取时也可以用二进制模式打开的文件(包括模式参数中的'b')将内容作为字节对象,而不进行任何解码。

然后使用line.decode(‘gbk’)解码,其中的errors参数:

  1. 修改字符集参数,一般这种情况出现得较多是在国标码(GBK)和utf8之间选择出现了问题。
  2. 出现异常报错是由于设置了decode()方法的第二个参数errors为严格(strict)形式造成的,因为默认就是这个参数,将其更改为ignore等即可。

 

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