Python中的bytes与bytearray详解

忘是亡心i 2022-02-25 08:15 552阅读 0赞

*  Python3引入两个新类型
    
     *  bytes：不可变的字节序列
     *  bytearray:可变的字节数组

1.  字符与byts的区别：
    
     *  字符串是字符组成的有序序列，字符可以使用编码来理解
     *  bytes是字节组成的有序的不可变序列
     *  bytearray是字节组成的有序的可变序列
2.  编码与解码  
    编码：就是，你用几个字节去理解内存中的数字。  
    解码：就是，将内存中的字节数组按照什么字符集解码成对应的字符
    
     *  字符串按照不同的字符集编码encode返回字节序列bytes
        
         *  encode（encoding=‘utf-8’,errors=‘strict’）->bytes
            
             *  注意encode默认转换时的默认编码集是utf-8
     *  字节序列按照不同的字符集解码decode返回字符串
        
         *  bytes.decode(encoding=‘utf-8’,errors=“strict”) -->str
         *  bytearray.decode(encoding=“utf-8”,errors=“strict”)–>str
            
             *  注意：decode方法默认解码时，默认的编码集是utf-8
     *  示例 1：
        
            a = 'abc'
            c = a.encode()  #将abc字符串编码成字节数组
            d = c.decode()  #将变量c的字节数组解码成对应的字符串
            print(a,c,d,sep="\t")

![02][]

* 示例 2：  encode()指定编码集
        ````python
        a = '你好'
        a1 = a.encode(encoding="utf-8") # 用utf-8编码集将字符串a转换成对应的字节数组
        a2 = a.encode(encoding="gbk")  # 用gbk编码集将字符串a转换成对应的字节数组
        a11 = a1.decode(encoding = "utf-8") #用utf-8编码集将字节序列a1转换成对应的字符（注意编码时和解码时的编码集要保持一致，不然会出现如下a12乱码）
        a12 = a1.decode(encoding = "gbk")
        print("a = {}\na1 = {}\na2 = {}\na11 = {}\na12 = {}".format(a,a1,a2,a11,a12))
        ````

![05][]

*  常用ASCII数字对应的字符：
    
     *  【\\t】–>9
     *  【\\n】–>10
     *  【\\r】–>13
     *  \[0-9\]–>\[48-57\] 在ASCII表中1对应的16进制表示法是31
     *  \[A-Z\]–>\[65-90\] 在ASCII表中A对应的16进制表示法是41
     *  \[a-z\]–>\[97-122\] 在ASCII表中a对应的16进制表示法是61

### ASCII表 ###

![ASCII][]

### bytes ###

1.  bytes定义 【注意一个字节是8位，而bytes是字节数组】
    
     *  bytes() \#定义一个空的bytes
     *  bytes(int) \#指定字节的bytes,被\\x00填充
        
         *  例如：bytes(15)表示定义一个长度为15的字节组成的数组
     *  bytes(iterable\_of\_ints) -->bytes\[0,255\]的int组成的可迭代对象  
        例如：
        
            arr = [61,62,63]
            arr2 = bytes(arr)  # 根据int类型列表转换成对应的字节列表,注意列表中int类型的值取值范围是【0-255】
            arr3 = list(arr2) # 根据字节列表，将每个字符转换成对应的十进制数存放在新的list列表里面
            arr4 = arr2.hex() #将字节列表，转换成对应的16进制字符串
            print("arr = {}\narr2 = {}\narr3 = {}\narr4 = {}".format(arr,arr2,arr3,arr4))

![03][]  
\* bytes(string,encoding\[,errors\])–>bytes等价于string.encode(),将string字符集按照指定的编码表解码成对应的bytes集合。  
\* bytes(bytes\_or\_buffer)–>immutable copy of bytes\_or\_buffer从一个字节序列或者buffer复制出一个新的不可变的bytes对象  
\* 注意：当copy的序列中是python的常量时，在python底层不会真的去拷贝一份常量，只是增加常量的引用次数.因为bytes字节数组是不可变的。  
\* 例如：  
`python s = "年第三".encode() s1 = bytes(s) print(s,s1) print(id(s),id(s1))`  
![find示例][find]

*  使用b前缀定义：
    
     *  例如：var = b"abc9"【只允许使用基本的ASCII使用字符形式定义】或者 var = b"\\x41\\x61"【使用16精制表示】

1.  bytes的操作  
    大部分方法和str类似，都是不可变类型，所以方法很多都一样。只不过bytes方法，输入的是bytes输出的也是bytes  
    例如：
    
     *  replace(bytes,bytes) 替换字符
        
         *  b’abcdef’.replace(b’f’,b’k’)将字节【abcdef】中的【f】替换成【k】
     *  find(bytes) 寻找指定字符，找到返回对应索引，找不到返回-1
        
         *  例如： ![01][]
     *  decode() \#将字节序列转换成字符序列
     *  bytes.fromhex(string) 类方法 \#默认是两个字符表示一个16进制的数字转换成一个字符
        
         *  注意：stirng必须是两个字符的16进制的形式，字符串中的空格将会被忽略
         *  bytes.fromhex(“6a6b 5d6d”)将16进制的数字转换成对应的二进制字符
         *  相关方法：hex() 返回16进制表示的字符串。例如：‘abc’.encode().hex()
         *  示例
        
            num = "61 6263"
            num1 = bytes.fromhex(num) #将16进制的数字转换成对应的字节
            num2 = num1.hex() #将字节转换成对应的16进制字符串
            num3 = list(num1) #将字节转换成对应的10进制数，存放在新列表中
            print("num1 = {}\n num2 = {} \n num3 = {}".format(num1,num2,num3))

![04][]  
\* 索引  
b’abcdef’\[2\]返回该字节对应的数，int类型

### bytearray 【可变的字节数组】 ###

*  定义
    
     *  bytearray() \#定义一个空的bytearray
     *  bytearray(int) \#定义一个指定长度的bytearray的字节数组，默认被\\x00填充
     *  bytearray(iterable\_of\_ints) \#根据\[0,255\]的int组成的可迭代对象创建bytearray
     *  bytearray(string,encoding\[,errors\])–>bytearray \#根据string类型创建bytearray，和string.encode()类似，不过返回的是可变对象
     *  bytearray(bytes\_or\_buffe)从一个字节序列或者buffer复制出一个新的可变bytearray对象
     *  例如：
        
            s = 'abcd'
            s1 = s.encode()  #将字符集按照utf-8编码成字字节数组
            s2 = bytes(s1)  #根据s1字节数组拷贝一个新的字节数组
            s3 = bytearray(s2)
            s4 = bytearray(s3) 
            print(s1,s2,s3,s4,sep = "\t\t")
            print(id(s1),id(s2),id(s3),id(s4),sep = "\t\t")

![find示例][find 1]

*  bytearray操作
    
     *  append(int) 尾部追加一个元素
     *  insert(index,int)在指定索引位置插入元素
     *  extend(iterable\_of\_ints)将一个可迭代的整数结婚追加到当前bytearray
     *  pop(index = -1)从指定索引上移除元素，默认从尾部移除
     *  remove(value) 找到第一个value移除，找不到抛异常  
        注意：上述方法若需要使用int类型，值要在\[0,255\]
     *  clear()清空bytearray
     *  reverse()翻转bytearray,就地修改

### int和bytes ###

*  int.from\_bytes(bytes,byteorder) \#将一个字节数组表示成整数。 需要指定模式
    
     *  bytes为字节
     *  byteorder 为：【‘big’】或者【little】
        
         *  大端模式(big) :低字节如果放在高地址上。叫大端模式
         *  小端模式(tittle):低字节如果放在低地址上，称为小端模式
 *  int.to\_bytes(length,byteorder) \#将一个整数表达成指定长度的字节数组
 *  大小端图解  
    ![06][]

![find示例][find 2]

*  示例1：  
    ![08][]
 *  示例2：

a = "abc"
    a1 = a.encode()  #将字符abc转出字节数组 默认编码方式是utf-8
    a2 = int.from_bytes(a1,"big")  #将字节数组，用int数组表示法，使用大端模式转成int类型
    a3 = a2.to_bytes(3,"big")  #将a2转换成字节数组，需要指定int类型的a2表示了几个字节，使用了什么模式
    a4 = a3.decode()  #将字节数组解码，默认解码方式是utf-8
    print("a = {}\na1 = {}\na2 = {}\na3 = {}\na4 = {}".format(a,a1,a2,a3,a4))

![09][]

*  示例3，同一个字的不通编码

"啊".encode() # 编码 --->返回bytes encode(）默认编码方式是utf-8
    "啊".encode(encoding='gbk') # 编码，指定编码方式为gbk
    ord("啊")  #解码（返回是10进制整数），获取“啊”的编码。由于python的默认编码时unicode所有获取的是对应unicode编码表的编码
    hex(21834) #将21834转换成16精制数

![bytes12][]

[02]: /images/20220225/61496a5b68ae474ba20f7f9f0dd1a408.png
[05]: /images/20220225/c3efd67796ec4be88406124fdb1dfc46.png
[ASCII]: /images/20220225/e4bcd217641c44a583700b4c042bf60b.png
[03]: /images/20220225/40b11b0e71c64632bff338de58d8f1f8.png
[find]: /images/20220225/e92d1ce636ae403c84d8eb3dcdb75426.png
[01]: /images/20220225/ee1a2b2bebd14dc28ceb705bf2cd8588.png
[04]: /images/20220225/f5655f07d5154fe79f8dd623e4bc9fa8.png
[find 1]: /images/20220225/69e382692b4d4c2eac0c2aebb158313d.png
[06]: /images/20220225/a1a17a8615af4cd4b527851630b92735.png
[find 2]: /images/20220225/ef205e2efa974030b8eecfd518786029.png
[08]: /images/20220225/a34271a465ed47ada29c0a025d9a3c60.png
[09]: /images/20220225/c71d9b406d6b4d54913992ed444cca58.png
[bytes12]: /images/20220225/28d8d6bdd4ca48d6b57951f56b297e48.png