python 中文乱码问题深入分析
在本文中,以'哈'来解释作示例解释所有的问题,“哈”的各种编码如下:
1. UNICODE (UTF8-16),C854;
2. UTF-8,E59388;
3. GBK,B9FE。
一、python中的str和unicode
一直以来,python中的中文编码就是一个极为头大的问题,经常抛出编码转换的异常,python中的str和unicode到底是一个什么东西呢?
在python中提到unicode,一般指的是unicode对象,例如'哈哈'的unicode对象为
u'\u54c8\u54c8'
而str,是一个字节数组,这个字节数组表示的是对unicode对象编码(可以是utf-8、gbk、cp936、GB2312)后的存储的格式。这里它仅仅是一个字节流,没有其它的含义,如果你想使这个字节流显示的内容有意义,就必须用正确的编码格式,解码显示。
例如:
对于unicode对象哈哈进行编码,编码成一个utf-8编码的str-s_utf8,s_utf8就是是一个字节数组,存放的就是'\xe5\x93\x88\xe5\x93\x88',但是这仅仅是一个字节数组,如果你想将它通过print语句输出成哈哈,那你就失望了,为什么呢?
因为print语句它的实现是将要输出的内容传送了操作系统,操作系统会根据系统的编码对输入的字节流进行编码,这就解释了为什么utf-8格式的字符串“哈哈”,输出的是“鍝堝搱”,因为 '\xe5\x93\x88\xe5\x93\x88'用GB2312去解释,其显示的出来就是“鍝堝搱”。这里再强调一下,str记录的是字节数组,只是某种编码的存储格式,至于输出到文件或是打印出来是什么格式,完全取决于其解码的编码将它解码成什么样子。
这里再对print进行一点补充说明:当将一个unicode对象传给print时,在内部会将该unicode对象进行一次转换,转换成本地的默认编码(这仅是个人猜测)
二、str和unicode对象的转换
str和unicode对象的转换,通过encode和decode实现,具体使用如下:
将GBK'哈哈'转换成unicode,然后再转换成UTF8
三、Setdefaultencoding
如上图的演示代码所示:
当把s(gbk字符串)直接编码成utf-8的时候,将抛出异常,但是通过调用如下代码:
import sys
reload(sys)
sys.setdefaultencoding('gbk')
后就可以转换成功,为什么呢?在python中str和unicode在编码和解码过程中,如果将一个str直接编码成另一种编码,会先把str解码成unicode,采用的编码为默认编码,一般默认编码是anscii,所以在上面示例代码中第一次转换的时候会出错,当设定当前默认编码为'gbk'后,就不会出错了。
至于reload(sys)是因为Python2.5 初始化后会删除 sys.setdefaultencoding 这个方法,我们需要重新载入。
四、操作不同文件的编码格式的文件
建立一个文件test.txt,文件格式用ANSI,内容为:
abc中文
用python来读取
# coding=gbk
print open("Test.txt").read()
结果:abc中文
把文件格式改成UTF-8:
结果:abc涓枃
显然,这里需要解码:
# coding=gbk
import codecs
print open("Test.txt").read().decode("utf-8")
结果:abc中文
上面的test.txt我是用Editplus来编辑的,但当我用Windows自带的记事本编辑并存成UTF-8格式时,
运行时报错:
Traceback (most recent call last):
File "ChineseTest.py", line 3, in
print open("Test.txt").read().decode("utf-8")
UnicodeEncodeError: 'gbk' codec can't encode character u'\ufeff' in position 0: illegal multibyte sequence
原来,某些软件,如notepad,在保存一个以UTF-8编码的文件时,会在文件开始的地方插入三个不可见的字符(0xEF 0xBB 0xBF,即BOM)。
因此我们在读取时需要自己去掉这些字符,python中的codecs module定义了这个常量:
# coding=gbk
import codecs
data = open("Test.txt").read()
if data[:3] == codecs.BOM_UTF8:
data = data[3:]
print data.decode("utf-8")
结果:abc中文
五、文件的编码格式和编码声明的作用
源文件的编码格式对字符串的声明有什么作用呢?这个问题困扰一直困扰了我好久,现在终于有点眉目了,文件的编码格式决定了在该源文件中声明的字符串的编码格式,例如:
str = '哈哈'
print repr(str)
a.如果文件格式为utf-8,则str的值为:'\xe5\x93\x88\xe5\x93\x88'(哈哈的utf-8编码)
b.如果文件格式为gbk,则str的值为:'\xb9\xfe\xb9\xfe'(哈哈的gbk编码)
在第一节已经说过,python中的字符串,只是一个字节数组,所以当把a情况的str输出到gbk编码的控制台时,就将显示为乱码:鍝堝搱;而当把b情况下的str输出utf-8编码的控制台时,也将显示乱码的问题,是什么也没有,也许'\xb9\xfe\xb9\xfe'用utf-8解码显示,就是空白吧。>_<
说完文件格式,现在来谈谈编码声明的作用吧,每个文件在最上面的地方,都会用# coding=gbk 类似的语句声明一下编码,但是这个声明到底有什么用呢?到止前为止,我觉得它的作用也就是三个:
#coding:gbk
ss = u'哈哈'
print repr(ss)
print 'ss:%s' % ss
将这个些代码保存成一个utf-8文本,运行,你认为会输出什么呢?大家第一感觉肯定输出的肯定是:
u'\u54c8\u54c8'
ss:哈哈
但是实际上输出是:
u'\u935d\u581d\u6431'
ss:鍝堝搱
为什么会这样,这时候,就是编码声明在作怪了,在运行ss = u'哈哈'的时候,整个过程可以分为以下几步:
1) 获取'哈哈'的编码:由文件编码格式确定,为'\xe5\x93\x88\xe5\x93\x88'(哈哈的utf-8编码形式)
2) 转成 unicode编码的时候,在这个转换的过程中,对于'\xe5\x93\x88\xe5\x93\x88'的解码,不是用utf-8解码,而是用声明编码处指定的编码GBK,将'\xe5\x93\x88\xe5\x93\x88'按GBK解码,得到就是''鍝堝搱'',这三个字的unicode编码就是u'\u935d\u581d\u6431',至止可以解释为什么print repr(ss)输出的是u'\u935d\u581d\u6431' 了。
好了,这里有点绕,我们来分析下一个示例:
#-*- coding:utf-8 -*-
ss = u'哈哈'
print repr(ss)
print 'ss:%s' % ss
将这个示例这次保存成GBK编码形式,运行结果,竟然是:
UnicodeDecodeError: 'utf8' codec can't decode byte 0xb9 in position 0: unexpected code byte
这里为什么会有utf8解码错误呢?想想上个示例也明白了,转换第一步,因为文件编码是GBK,得到的是'哈哈'编码是GBK的编码'\xb9\xfe\xb9\xfe',当进行第二步,转换成 unicode的时候,会用UTF8对'\xb9\xfe\xb9\xfe'进行解码,而大家查utf-8的编码表会发现,utf8编码表(关于UTF- 8解释可参见字符编码笔记:ASCII、UTF-8、UNICODE)中根本不存在,所以会报上述错误。
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