Python字符串使用哪种编码格式？

在实践中，很多初学者都遇到过“文件显示乱码”的情况，其多数都是由于在打开文件时，没有选对编码格式导致的。因此，学习 Python 中的字符或字符串，了解其底层的编码格式是非常有必要的。

鉴于有些读者并不了解什么是编码格式，本节先从编码开始讲起。

什么是编码？

虽然很多教程中有关于编码的定义，但对初学者来说并不容易理解，这里先举一个例子。古代打仗，击鼓为号、鸣金收兵，即把要传达给士兵的命令对应为公认的其他形式，这就和编码有相似之处。

以发布进攻命令为例，相比用嗓子喊，敲鼓发出的声音传播的更远，并且士兵听到后也不会引起歧义，因此长官下达进攻命令后，传令员就将此命令转化为对应的鼓声，这个转化的过程称为编码；由于士兵都接受过训练，听到鼓声后，他们可以将其转化为对应的进攻命令，这个转化的过程称为解码。

需要说明的是，此例只是形象地描述了编码和解码的原理，真实的编码和解码过程比这要复杂的多。

了解了编码的含义之后，接下来再介绍一下字符编码。

什么是字符编码？

我们知道，计算机是以二进制的形式来存储数据的，即它只认识 0 和 1 两个数字。 20 世纪 60 年代，是计算机发展的早期，这时美国是计算机领域的老大，它制定了一套编码标准，解决了 128 个英文字符与二进制之间的对应关系，被称为 ASCII 字符编码（简称 ASCII 码）。

ASCII 码，全称为美国信息交换标准代码，是基于拉丁字母的一套字符编码，主要用于显示现代英语，因为万维网的出现，使得 ASCII 码广为使用，其直到 2007 年 12 月才逐渐被 Unicode 取代。

虽然英语用 128 个字符编码已经够用，但计算机不仅仅用于英语，如果想表示其他语言，128 个符号显然不够用，所以很多其他国家都在 ASCII 的基础上发明了很多别的编码，例如包含了汉语简体中文格式的 GB2312 编码格式（使用 2 个字节表示一个汉字）。

也正是由于出现了很多种编码格式，导致了“文件显示乱码”的情况。比如说，发送邮件时，如果发信人和收信人使用的编码格式不一样，则收信人很可能看到乱码的邮件。基于这个原因，Unicode 字符集应运而生。

Unicode 字符集又称万国码、国际码、统一码等。从名字就可以看出来，它是以统一符号为目标的字符集。Unicode 对世界上大部分的文字系统进行了整理、编码，使得电脑可以用更简单的方式来呈现和处理文字。

注意，在实际使用时，人们常常混淆字符集和字符编码这两个概念，我认为它们是不同的：

• 字符集定义了字符和二进制的对应关系，为每个字符分配了唯一的编号。可以将字符集理解成一个很大的表格，它列出了所有字符和二进制的对应关系，计算机显示文字或者存储文字，就是一个查表的过程；
• 而字符编码规定了如何将字符的编号存储到计算机中，要知道，有些字符编码（如 GB2312 和 GBK）规定，不同字符在存储时所占用的字节数是不一样的，因此为了区分一个字符到底使用了几个字节，就不能将字符的编号直接存储到计算机中，字符编号在存储之前必须要经过转换，在读取时还要再逆向转换一次，这套转换方案就叫做字符编码。

Unicode 字符集可以使用的编码方案有三种，分别是：

1. UTF-8：一种变长的编码方案，使用 1~6 个字节来存储；
2. UTF-32：一种固定长度的编码方案，不管字符编号大小，始终使用 4 个字节来存储；
3. UTF-16：介于 UTF-8 和 UTF-32 之间，使用 2 个或者 4 个字节来存储，长度既固定又可变。

其中，UTF-8 是目前使用最广的一种 Unicode字符集的实现方式，可以说它几乎已经一统江湖了。

Python使用哪种字符编码？

了解了什么是编码，以及什么是字符编码之后，最后解决“Python 使用哪种字符编码？”这个问题。

Python 3.x 中，字符串采用的是 Unicode 字符集，可以用如下代码来查看当前环境的编码格式：

>>> import sys
>>> sys.getdefaultencoding()
'utf-8'

同时，在 Python 3.x 中也可以用 ord() 和 chr() 函数实现字符和编码数字之间的转换，例如：

>>> ord('Q')
81
>>> chr(81)
'Q'
>>> ord("网")
32593
>>> chr(32593)
'网'

Python 2.x 中无法使用 ord() 得到指定字符对应的编码数字。

由此可以知道，在 Unicode 字符集中，字符‘Q’对应的编码数字为 81，而中文‘网’对应的编码数字为 32593。

值得一提的是，虽然 Python 默认采用 UTF-8 编码，但它也提供了 encode() 方法，可以轻松实现将 Unicode 编码格式的字符串转化为其它编码格式。有关 encode() 方法的用法，可阅读《Python encode()和decode()方法》 一节。