Python：一图看懂Python2还是Python3的编码

无论是Python2还是Python3，都使用unicode作为内存编码，简称内码。保存在python解释器内存中的文本，输出到屏幕、编辑器，或者保存成文件的时候，都要将内码转换成utf8或者gbk等编码格式；同样，python解释器从输入设备接收文本，或者从文件读取文本的时候，都要将utf8或者gbk等编码转换成unicode编码格式。因此，无论是Python2还是Python3，想要在unicode、utf8、gbk等编码格式之间转换的话，下图是通用的：

我们之所以会产生困惑，是因为py2和Python3给这些编码格式指定了令人困惑的名字。Python2的字符串有两种类型：unicode类型和str类型。Python2的unicode类型就是unicode编码，Python2的str类型泛指除unicode编码之外的所有编码，包括ascii编码、utf8编码、gbk编码、cp936编码等。Python3的字符串也有两种类型：bytes类型和str类型。Python3的str类型就是unicode编码，Python3的bytes类型泛指除unicode编码之外的所有编码，包括ascii编码、utf8编码、gbk编码、cp936编码等。同样是str类型，在Python2和Python3中完全颠倒了！下图稍微补充了一点内容，更有助于理解编码问题。

接下来，我们实战演练一下。

>>> s = 'abc天圆地方'
>>> type(s)
<class 'str'>
>>> len(s)
7
>>> s
'abc天圆地方'
>>> print(s)
abc天圆地方
>>> s.encode('unicode-escape')
b'abc\\\u5929\\\u5706\\\u5730\\\u65b9'

不管是否在字符串前面加了u，只要不在字符串前面使用b，在IDLE中定义的字符串都是unicode编码，也就是py3的<class ‘str’>，其长度就是字符数量，不是字节数。我们把unicode字符串’abc天圆地方’转成utf8编码：

>>> s_utf8 = s.encode('utf8')
>>> type(s_utf8)
<class 'bytes'>
>>> len(s_utf8)
15
>>> s_utf8
b'abc\\xe5\\xa4\\xa9\\xe5\\x9c\\x86\\xe5\\x9c\\xb0\\xe6\\x96\\xb9'
>>> print(s_utf8)
b'abc\\xe5\\xa4\\xa9\\xe5\\x9c\\x86\\xe5\\x9c\\xb0\\xe6\\x96\\xb9'
>>> s_utf8.decode('utf8')
'abc天圆地方'

utf8编码就是bytes类型（字节码），长度就是字节数量。我们把unicode字符串’abc天圆地方’转成gbk编码：

>>> s_gbk= s.encode('gbk')
>>> type(s_gbk)
<class 'bytes'>
>>> len(s_gbk)
11
>>> s_gbk
b'abc\\xcc\\xec\\xd4\\xb2\\xb5\\xd8\\xb7\\xbd'
>>> print(s_gbk)
b'abc\\xcc\\xec\\xd4\\xb2\\xb5\\xd8\\xb7\\xbd'
>>> s_gbk.decode('s_gbk')
'abc天圆地方'

gbk编码也是bytes类型（字节码），长度也是字节数量。我们再来看看，不同编码的字节码能否连接：

>>> ss = s_utf8 + s_gbk
>>> ss
b'abc\\xe5\\xa4\\xa9\\xe5\\x9c\\x86\\xe5\\x9c\\xb0\\xe6\\x96\\xb9abc\\xcc\\xec\\xd4\\xb2\\xb5\\xd8\\xb7\\xbd'
>>> ss.decode('utf8')
Traceback (most recent call last):
 File "<pyshell#64>", line 1, in <module>
 ss.decode('utf8')
UnicodeDecodeError: 'utf-8' codec can't decode byte 0xcc in position 18: invalid continuation byte
>>> ss.decode('gbk')
'abc澶╁渾鍦版柟abc天圆地方'
>>> ss.decode('utf8', 'ignore')
'abc天圆地方abcԲط'
>>> ss.decode('gbk', 'ignore')
'abc澶╁渾鍦版柟abc天圆地方'

看以看出，不同编码的字节码可以连接，但一般不能解码成unicode（字符串），除非使用ignore参数。