Python基础 二进制和字符编码

Posted 2020-11-09 zero1230

二进制定义

　　二进制是计算技术中广泛采用的一种数制。二进制数据是用0和1两个数码来表示的数。它的基数为2，进位规则是“逢二进一”，借位规则是“借一当二”，由18世纪德国数理哲学大师莱布尼兹发现。当前的计算机系统使用的基本上是二进制系统，数据在计算机中主要是以补码的形式存储的。计算机中的二进制则是一个非常微小的开关，用“开”来表示1，“关”来表示0。

二进制与十进制转换

　　我们已经发现，二进制的第n位代表的十进制值都刚好遵循着2的n次方这个规律

字符编码

　　通过二进制的知识，大家已经知道计算机只认识二进制，生活中的数字要想让计算机理解就必须转换成二进制。十进制到二进制的转换只能解决计算机理解数字的问题，那么文字要怎么让计算机理解呢？

　　于是我们就选择了一种曲线救国的方式，既然数字可以转换成十进制，我们只要想办法把文字转换成数字，这样文字不就可以表示成二进制了么？

　　约定了一个表，把文字和数字对应上，这张表就相当于翻译，我们可以拿着一个数字来对比对应表找到相应的文字，反之亦然。

ASCII码

　　假如我们就已经有这么一张表了

　　

　　ASCII（American Standard Code for Information Interchange，美国信息交换标准代码）是基于拉丁字母的一套电脑编码系统，主要用于显示现代英语和其他西欧语言。它是现今最通用的单字节编码系统，并等同于国际标准ISO/IEC 646。

　　由于计算机是美国人发明的，因此，最早只有127个字母被编码到计算机里，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。后128个称为扩展ASCII码。

　　那现在我们就知道了上面的字母符号和数字对应的表是早就存在的。那么根据现在有的一些十进制，我们就可以转换成二进制的编码串。

GBK和GB2312

　　显然，对于我们来说能在计算机中显示中文字符是至关重要的，然而刚学习的ASCII表里连一个偏旁部首也没有。所以我们还需要一张关于中文和数字对应的关系表。之前我们已经看到了，一个字节只能最多表示256个字符，要处理中文显然一个字节是不够的，所以我们需要采用两个字节来表示，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。

Unicode

　　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）。现代操作系统和大多数编程语言都直接支持Unicode。

　　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；

　　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。

UTF-8

　　本着节约的精神，又出现了把Unicode编码转化为“可变长编码”的UTF-8编码。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。