二進制

核心思想：

　　馮諾依曼 + 圖靈機

　　電如何表示狀態(tài)，才能穩(wěn)定？

　　　　計算機開始設計的時候并不是考慮簡單，而是考慮能自動完成任務與結果的可靠性，
　　　　簡單始終是建立再穩(wěn)定、可靠基礎上

　　　　經過嘗試10進制，但很難檢查電流的狀態(tài)差異并且很難穩(wěn)定狀態(tài)，最穩(wěn)定的檢查是
　　　　通電和不通電狀態(tài)，共兩種狀態(tài)那就規(guī)定 通電為 1 不通電 為 0，1和0的狀態(tài)邏
　　　　輯被稱為比特 Bit

　　那么如何用 0 和 1 表示數(shù)字和字符呢？

　　　　首先找出需要表示的字符，英文字符和數(shù)字字符才100多個，需要 7 個二進制位就
　　　　可以全部表示，但為了可擴展性，多出一位表示擴展，這就是ASCII碼

　　　　因為一個字符只需要最多8個二進制位表示，所以規(guī)定8個字節(jié)作為存儲單位，所有
　　　　8 Bit = 1 Byte

　　　　規(guī)定字符用數(shù)字表示，數(shù)字用二進制表示，也就是 字符 --> 數(shù)字 -- > 二進制，
　　　　那么文本信息就可以通過計算機存儲為二進制，計算機上存儲的二進制數(shù)可以逆轉
　　　　成文本信息

　　　　10 進制到二進制之間的關系轉換是固定的，那么字符到數(shù)字之間的轉換被我們稱為
　　　　字符編碼， ASCII碼 Unicode UTF-8 都是存儲字符與數(shù)字之間的映射關系

 弄清楚幾個關系

　　1. 字符與數(shù)字之間的關系為映射關系，人為規(guī)定的標準

　　　   這種映射關系，生活中普遍存在，如

　　　　a. 身份證信息與身份證號碼

　　　　b. 數(shù)據(jù)庫id與該行信息

　　　　c. 訂單信息與訂單編號

　　　　d. 員工編號與員工

　　　　e. 字典的鍵與值

　　　　f. 內存地址與存儲在該地址上的值

　　　　...

　　2. 數(shù)字到二進制之間的關系，這個如同數(shù)學或物理定律一樣，固定轉換方式，寫死的

　　3. 8進制 16 進制都是建立在2進制的基礎上，和10進制之間沒有直接關系，主要為了

　　　可讀性，二進制的兩種表示形式

　　　如二進制 00000000 一個存儲單位，八進制000 000 000 每 3 個二進制位轉

　　　換位10進制表示，最小數(shù)為 0 最大數(shù)為 7，所以取值范圍為 0 - 7

　　　十六進制 0000 0000 每 4個二進制位轉換位10進制表示，最小位為0 最大為15，

　　　所有取值范圍為 0 - 15，因為超出10機制表示范圍所以用 abcdef表示 10 11

　　　12 13 14 15

　  十六進制常用于 內存地址表示 IPv6地址 顏色表 mac地址 二進制數(shù)據(jù)\x前綴b/B

　   IP地址(32位 點分十進制) x.x.x.x 每個x都是8個bit位表示的十進制數(shù)字

　　# 8進制 16進制是建立在二進制的基礎之上

Py進制轉換函數(shù)

　　10進制轉其他進制

　　　　轉2進制 bin 前綴0b

　　　　轉16進制 hex 前綴0x

　　　　轉8進制 oct 前綴0o

　　　　# 二進制 八進制 十六進制都是通過帶前綴的字符串形式"0b/o/x..."

# 10 進制轉其他進制
number = 9999
print("10進制轉其他進制".ljust(40, "*"))
# 10 進制轉2進制
b_number = bin(number)
print("二進制:", b_number)
# 10進制轉8進制
o_number = oct(number)
print("八進制:", o_number)
# 10進制轉16進制
h_number = hex(number)
print("十六進制:", h_number)

　　其他進制轉10進制 int(..., base) base指定進制

# 10 進制轉其他進制
number = 9999
print("10進制轉其他進制".ljust(40, "*"))
# 10 進制轉2進制
b_number = bin(number)
print("二進制:", b_number)
# 10進制轉8進制
o_number = oct(number)
print("八進制:", o_number)
# 10進制轉16進制
h_number = hex(number)
print("十六進制:", h_number)
 
# 其他進制轉10進制
# 2進制轉10進制
num_b = int(b_number, base=2)
print(num_b)
# 8 進制轉10進制
num_o = int(o_number, base=8)
print(num_o)
# 8 進制轉16進制
num_h = int(h_number, base=16)
print(num_h)

　　字符串轉二進制字符串

　　　　bytes

　　　　encode

　　　　需要指定字符編碼，結果前綴為 b/B"..."

# 字符串轉二進制字符串
song = "你驕傲的飛遠，我棲息的夏天"
 
byte_song = song.encode(encoding="utf-8")
print(byte_song)
# 等價于
eq_byte_song = bytes(song, encoding="utf-8")
print(eq_byte_song)
print(byte_song == eq_byte_song)

　　二進制轉字符串

　　　　decode

　　　　str

　　　　需要指定字符編碼

# 二進制轉字符串
song = "你驕傲的飛遠，我棲息的夏天"
# 獲得二進制數(shù)據(jù)
byte_song = song.encode(encoding="utf-8")
print(byte_song)
 
# 二進制字符串轉文本字符串
print("二進制數(shù)據(jù)轉字符串".rjust(40, "_"))
dec_song = byte_song.decode(encoding="utf-8")
print(dec_song)
# 等價于'
str_song = str(byte_song, encoding="utf-8")
print(str_song)
print(dec_song == str_song)

　　算術方法

　　　　10進制轉2 8 16進制，輾轉除法取余數(shù)

　　　　其他進制轉10進制是從右往左加上基數(shù)的指定次方然后求和

　　　　# 轉換方式像公式定律，固定

 二進制表示

　　分為有符號和無符號類型，一般是 8 16 32 64 Bit 表示整數(shù)或浮點數(shù)

　　有符號最高位表示符號，就是最左邊的比特位，0表示正1表示負數(shù) 正負下標位0和1

　　有符號位表示范圍，因為要分成兩半，一半表示正數(shù)一半表示負數(shù)，

　　說白了是去除一位表示符號位 -2**(n-1) - 2**n(n-1) -1, n = 8/16/32/64

　　無符號位表示 0到2**n -1

　　# 長度不一樣，分為1/2/4/8字節(jié)

Py字符對應ASCII數(shù)字函數(shù)

　　ord()

字符編碼

　　語言文字 ---> 數(shù)字 ---> 0 1二進制

　　# 這個映射關系表被稱為字符編碼

　　# 字符編碼解決的問題是字符與十進制之間映射關系，人為定義的

　　中國 gb2312 -> GBK 中文2字節(jié)，英文1個字節(jié)

　　國際 Unicode(2-4個字節(jié)) -> UTF-8(1-4個字節(jié))

　　　　1. 支持全球語言字符

　　　　2. 包含全球字符編碼映射

　　　　# 全球各國語言可以轉成Unicode，Unicode可以轉全球各個國家語言

　　　　3. 全球軟/硬件都支持Unicode

　　主流 UTF-8

　　　　因為Unicode表示一個字符需要至少2個字節(jié)，那么原來用ASCII只需要一個字節(jié)，

　　　　現(xiàn)在使用Unicode編碼則存儲與進行網(wǎng)絡傳輸需要的存儲空間直接翻倍，不可接受

　　　　UTF-8為了解決這個問題，于是走上了歷史舞臺，那好，網(wǎng)絡傳輸和存儲使用

　　　　UTF-8，操作系統(tǒng)支持Unicode，那么高效傳輸、存儲和支持全球語言體系成為可能

Python中編碼

　　首先說說Python中編碼到底是何方神圣？

　　我們看存儲代碼的文件和代碼加載到內存然后被解釋器處理的文件

　　我們敲的代碼，其實本質上是文本數(shù)據(jù)

　　文本數(shù)據(jù)要通過某一編碼表轉換成二進制然后存儲到硬盤上

　　存儲在電腦上的二進制數(shù)據(jù)也需要編碼表才能轉換成文本數(shù)據(jù)

Python中編碼是怎么回事？

　　Py3中默認文件編碼為UTF-8, 我們通過編輯器編輯文件的時候也會有個默認編碼

　　一般默認為UTF-8，如果定義的文件中文本數(shù)據(jù)不是以UTF-8編碼，則需要在Py文

　　件的頭行告訴Py解釋器這個文件是以何種編碼。

　　解釋器讀取的并不是我們看到的編輯器里面的文本數(shù)據(jù)，而是存儲在硬盤上的01
　　一樣的二進制數(shù)據(jù)，解釋器嘗試用默認UTF-8編碼解碼讀取到硬盤中的二進制數(shù)
　　據(jù)，轉換成文件數(shù)據(jù)，如果非默認utf-8則出現(xiàn)亂碼，解釋器對文本數(shù)據(jù)解析失敗，
　　則需要在Py源文件開頭指定當前文件的編碼格式，告訴Py解釋器如何去轉換該文件

　　Py解釋器默認編碼是Unicode，解釋器會把讀取到的二進制數(shù)據(jù)通過字符編碼轉
　　換成文件數(shù)據(jù)然后再次轉換為Unicode編碼，只要操作系統(tǒng)支持Unicode，解釋器
　　都能正常執(zhí)行并輸出結果

　　解釋器

　　　　二進制數(shù)據(jù) -> 查字符編碼表 -> 文本數(shù)據(jù) -> Unicode編碼的文本數(shù)據(jù)

　　編輯器

　　　　二進制數(shù)據(jù) -> 查字符編碼表 -> 對應編碼表的文本數(shù)據(jù)

　　# 解釋器和編輯器都是從文件的二進制數(shù)據(jù)開始的，通過編碼轉換成對應的文本

　　# 數(shù)據(jù)，不過解釋器會會在文件數(shù)據(jù)的基礎上解析文本數(shù)據(jù)成底層機器指令并執(zhí)行

　　需要弄清楚的是Py源文件編碼和Py解釋器默認編碼不一致

　　# Py源文件編碼默認UTF-8,Py解釋器默認編碼為Unicode

那么，產生亂碼的解決問題的思路就很好解決了

　　# 亂碼 - 字符編碼指定錯誤，存儲的二進制轉換成文本文件選擇的字符集錯誤

　　1. C/S 架構的軟件，檢查 Client 和 Server默認編碼是否一致

　　2. Web后端，數(shù)據(jù)庫默認編碼、表的編碼和各個語言連接數(shù)據(jù)庫接口的編碼是否一致

　　3. 文件，檢查編輯器的默認編碼是否和文件初始編碼一致，什么編碼就存什么編碼讀

Python聲明源文件字符編碼的方式

　　1. # conding:utf-8

　　2. # -*- conding:utf-8 -*-

　　# 都是以 # 開頭，寫在源文件頂行

# -*- coding:utf-8 -*-
# coding: utf-8

總結

到此這篇關于關于Python字符編碼與二進制不得不說的一些事的文章就介紹到這了,更多相關Python字符編碼與二進制內容請搜索腳本之家以前的文章或繼續(xù)瀏覽下面的相關文章希望大家以后多多支持腳本之家！

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