Python encode()和decode()方法：字符串编码转换

前面章节在介绍 bytes 类型时，已经对 encode() 和 decode() 方法的使用做了简单的介绍，本节将对这 2 个方法做详细地说明。

我们知道，最早的字符串编码是 ASCII 编码，它仅仅对 10 个数字、26 个大小写英文字母以及一些特殊字符进行了编码。ASCII 码做多只能表示 256 个符号，每个字符只需要占用 1 个字节。

随着信息技术的发展，各国的文字都需要进行编码，于是相继出现了 GBK、GB2312、UTF-8 编码等，其中 GBK 和 GB2312 是我国制定的中文编码标准，规定英文字符母占用 1 个字节，中文字符占用 2 个字节；而 UTF-8 是国际通过的编码格式，它包含了全世界所有国家需要用到的字符，其规定英文字符占用 1 个字节，中文字符占用 3 个字节。

Python 3.x 默认采用 UTF-8 编码格式，有效地解决了中文乱码的问题。

在 Python 中，有 2 种常用的字符串类型，分别为 str 和 bytes 类型，其中 str 用来表示 Unicode 字符，bytes 用来表示二进制数据。str 类型和 bytes 类型之间就需要使用 encode() 和 decode() 方法进行转换。

Python encode()方法

encode() 方法为字符串类型（str）提供的方法，用于将 str 类型转换成 bytes 类型，这个过程也称为“编码”。

encode() 方法的语法格式如下：

str.encode([encoding="utf-8"][,errors="strict"])

注意，格式中用 [] 括起来的参数为可选参数，也就是说，在使用此方法时，可以使用 [] 中的参数，也可以不使用。

该方法各个参数的含义如表 1 所示。

表 1 encode()参数及含义

参数	含义
str	表示要进行转换的字符串。
encoding = "utf-8"	指定进行编码时采用的字符编码，该选项默认采用 utf-8 编码。例如，如果想使用简体中文，可以设置 gb2312。 当方法中只使用这一个参数时，可以省略前边的“encoding=”，直接写编码格式，例如 str.encode("UTF-8")。
errors = "strict"	指定错误处理方式，其可选择值可以是： strict：遇到非法字符就抛出异常。 ignore：忽略非法字符。 replace：用“？”替换非法字符。 xmlcharrefreplace：使用 xml 的字符引用。 该参数的默认值为 strict。

注意，使用 encode() 方法对原字符串进行编码，不会直接修改原字符串，如果想修改原字符串，需要重新赋值。

【例 1】将 str 类型字符串“C语言中文网”转换成 bytes 类型。

>>> str = "C语言中文网"
>>> str.encode()
b'C\xe8\xaf\xad\xe8\xa8\x80\xe4\xb8\xad\xe6\x96\x87\xe7\xbd\x91'

此方式默认采用 UTF-8 编码，也可以手动指定其它编码格式，例如：

>>> str = "C语言中文网"
>>> str.encode('GBK')
b'C\xd3\xef\xd1\xd4\xd6\xd0\xce\xc4\xcd\xf8'

Python decode()方法

和 encode() 方法正好相反，decode() 方法用于将 bytes 类型的二进制数据转换为 str 类型，这个过程也称为“解码”。

decode() 方法的语法格式如下：

bytes.decode([encoding="utf-8"][,errors="strict"])

该方法中各参数的含义如表 2 所示。

表 2 decode()参数及含义

参数	含义
bytes	表示要进行转换的二进制数据。
encoding="utf-8"	指定解码时采用的字符编码，默认采用 utf-8 格式。当方法中只使用这一个参数时，可以省略“encoding=”，直接写编码方式即可。 注意，对 bytes 类型数据解码，要选择和当初编码时一样的格式。
errors = "strict"	指定错误处理方式，其可选择值可以是： strict：遇到非法字符就抛出异常。 ignore：忽略非法字符。 replace：用“？”替换非法字符。 xmlcharrefreplace：使用 xml 的字符引用。 该参数的默认值为 strict。

【例 2】

>>> str = "C语言中文网"
>>> bytes=str.encode()
>>> bytes.decode()
'C语言中文网'

注意，如果编码时采用的不是默认的 UTF-8 编码，则解码时要选择和编码时一样的格式，否则会抛出异常，例如：

>>> str = "C语言中文网"
>>> bytes = str.encode("GBK")
>>> bytes.decode()  #默认使用 UTF-8 编码，会抛出以下异常
Traceback (most recent call last):
  File "<pyshell#10>", line 1, in <module>
    bytes.decode()
UnicodeDecodeError: 'utf-8' codec can't decode byte 0xd3 in position 1: invalid continuation byte
>>> bytes.decode("GBK")
'C语言中文网'