Python爬虫基础 | 字符串和编码

python字符串编码的问题在爬虫过程中无论是输出到文件中还是输出到DB数据库中感觉是始终绕不过去的一道坎,所以趁这次碰到的问题 来做一个学习记录

什么是Unicode
Unicode是计算机可以支持这个星球上多种语言的密码武器。在Unicode之前,用的都是ASCII。ASCII码非常简单,每个英文字符都是以7位二进制数的方式存贮在计算机内,其范围是32~126。当用户在文件中键入一个大写字符A时,计算机会把A的ASCII码值65写入磁盘,然后当计算机读取该文件时,它首先会把65转化成字符A然后显示在屏幕上。
ASCII编码的文件小巧易读。一个程序只需简单地把文件的每个字节读出来,把对应的数字转换成字符显示出来就可以了。但是ASCII编码也有其局限性,就算后来扩展到用8位二进制的方式来存贮,这个对于需要成千上万的字符的非欧洲语系的语言来说仍然太少.
例如:处理中文显然一个字节是不够的,至少需要两个字节,而且还不能和ASCII编码冲突,这样就使中国制定了GB2312编码,全世界有上百种语言,日本把日文编到Shift_JIS里,韩国把韩文编到Euc-kr里,各国有各国的标准,就会不可避免地出现冲突,结果就是,在多语言混合的文本中,显示出来会有乱码
Unicode这个时候就应运而生,通过使用一个或多个字节来表示一个字符的方法来突破ASCII的限制。在这样的机制下,Unicode可以表示超过90000个字符。
新的问题又出现了:如果统一成Unicode编码,乱码问题从此消失了。但是,如果你写的文本基本上全部是英文的话,用Unicode编码比ASCII编码需要多一倍的存储空间,在存储和传输上就十分不划算。
所以,本着节约的精神,又出现了把Unicode编码转化为“可变长编码”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。

总结一下现在计算机系统通用的字符编码工作方式:

在计算机内存中,统一使用Unicode编码,当需要保存到硬盘或者需要传输的时候,就转换为UTF-8编码。

在 Python 中 Unicode 被视为是一种中间码,如果要在不同的编码间进行转化,通常是先将字符串解码(decode)成 Unicode 编码,再从 Unicode 编码(encode)成另一种编码:

  • decode: 的作用是将其他编码的字符串转换成 Unicode 编码,例如: name.decode(“GB2312”),表示将 GB2312 编码的字符串 name 转换成 Unicode 编码
  • encode: 的作用是将 Unicode 编码转换成其他编码的字符串例如,例如: name.encode(”GB2312“),表示 Unicode 编码的字符串 name 转换成 GB2312 编码

我们会在很多 Python 的源码文件的头部看到如下的声明:

# coding:utf-8

这表示声明源代码中的文本编码为UTF-8,也就是告诉 Python 解释器将文件中的文本视为 UTF-8 编码的字符串,因此声明的编码应该与文件的编码保持一致。在代码中我们通常会处理一些其他来源的文本,比如网络,它们的编码不一定也是 UTF-8 的,因此就要进行编码转换。

Python 试图在字节串和字符串之间以不为人所察觉的方式进行转化。
在不同的转换中,在条件允许的情况下,Python 会试图在字节串unicode 字符串直接进行转换。例如将字节串unicode 字节串连接到一起时。但是不使用 encoding 就在不同类型之间进行转换是没有意义的。所以 Python 依赖一个 默认编码,该编码由 sys.setdefaultencoding() 指定。在大多数平台上,默认的是 ASCII编码。但对于所有转换,使用这种编码几乎都是错误的。如果不手动指定编码就调用 str()unicode() ,或是函数以字符串作为参数,但传递的是其他类型的参数时,都会使用这个默认编码。这就是很多时候出现 UnicodeEncodeError 和 UnicodeDecodeError 错误的原因,也就是字符串对象互相转化时没有指定字符编码。

例如,如果对 unicodestr 类型通过 + 拼接时,输出结果是 unicode 类型,相当于先将 str 类型的字符串通过 decode() 方法解码成unicode再拼接。此时如果解码时没有明确指明编码类型,可能会出现错误。

解决这个问题的一个办法是,代码开头就调用 sys.setdefaultencoding()将默认的编码设置为真正会用到的编码。但这样仅仅是将问题隐藏起来,虽然这样刚开始能解决一些文本处理问题。但缺乏实际可行性,因为许多应用,特别是网络应用,在不同的地方会使用不同的文本编码。

下面是一些处理 Python 中字符编码的建议:

  • 所有文本字符串都应该是 unicode 类型,而不是str 类型。
  • 若要将字节串解码成字符串,需要使用正确的解码,即 var.decode(encoding),如: var.decode(‘utf-8’);将文本字符串编码成字节,使用 var.encode(encoding)
  • 永远不要对 unicode 字符串使用 str(),也不要在不指定编码的情况下就对字节串使用 unicode()
  • 当应用从外部读取数据时,应将其视为字节串,即 str 类型的,接着调用.decode() 将其解释成文本。同样,在将文本发送到外部时,总是对文本调用 .encode()
  • 对标准流进行操作时,可以改变环境变量PYTHONIOENCODING 的值来设置标准流的默认编码, sys.stdin.encodingsys.stdout.encoding 的值为期望的编码。
参考资料

廖雪峰的官方网站-字符串和编码
Unicode HOWTO
http://www.tuicool.com/articles/2MVRVv7
https://gist.github.com/x7hub/178c87f323fbad57ff91
http://python.jobbole.com/86578/

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