python 字符编码
字符编码发展史
计算机由美国人发明，最早的字符编码为ASCII，只规定了英文字母数字和一些特殊字符与数字的对应关系。最多只能用 8 位来表示（一个字节），即：2**8 = 256，所以，ASCII码最多只能表示 256 个符号，当然我们编程语言都用英文没问题，ASCII够用，但是在处理数据时，不同的国家有不同的语言，日本人会在自己的程序中加入日文，中国人会加入中文。而要表示中文，单拿一个字节表表示一个汉子，是不可能表达完的(连小学生都认识两千多个汉字)，解决方法只有一个，就是一个字节用>8位2进制代表，位数越多，代表的变化就多，这样，就可以尽可能多的表达出不通的汉字所以中国人规定了自己的标准gb2312编码，规定了包含中文在内的字符－>数字的对应关系。日本人规定了自己的Shift_JIS编码，韩国人规定了自己的Euc-kr编码。这时候问题出现了，写一篇文档无论按照哪国的标准，都会出现乱码（因为此刻的各种标准都只是规定了自己国家的文字在内的字符跟数字的对应关系，如果单纯采用一种国家的编码格式，那么其余国家语言的文字在解析时就会出现乱码），所以迫切需要一个世界的标准（能包含全世界的语言）于是unicode应运而生，ascii用1个字节（8位二进制）代表一个字符，unicode常用2个字节（16位二进制）代表一个字符，生僻字需要用4个字节。
比如说字母x，用ascii表示是十进制的120，二进制0111 1000
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。
字母x，用unicode表示二进制0000 0000 0111 1000，所以unicode兼容ascii，也兼容万国，是世界的标准
这时候乱码问题消失了，所有的文档我们都使用但是新问题出现了，如果我们的文档通篇都是英文，你用unicode会比ascii耗费多一倍的空间，在存储和传输上十分的低效，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。
字符编码发展三个阶段
阶段一：现代计算机起源于美国，最早诞生也是基于英文考虑的ASCII
ASCII:一个Bytes代表一个字符（英文字符/键盘上的所有其他字符），1Bytes=8bit，8bit可以表示0-2**8-1种变化，即可以表示256个字符
阶段二:为了满足中文和英文，中国人定制了GBK GBK:2Bytes代表一个中文字符，1Bytes表示一个英文字符，日本把日文编到Shift_JIS里，韩国把韩文编到Euc-kr里
阶段三：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。如何解决这个问题呢？？？
乱码问题的本质就是不统一，如果我们能统一规定全世界只能使用一种文字符号，然后统一使用一种编码，那么乱码问题将不复存在，（就像当年秦始皇统一中国一样，书同文车同轨，所有的麻烦事全部解决。但是上述的假设是不可能成立的。很多地方或老的系统、应用软件仍会采用各种各样的编码，这是历史遗留问题。于是必须找出一种解决方案或者说编码方案，需要同时满足：不仅能够兼容万国字符而且与全世界所有的字符编码都有映射关系，这样就可以转换成任意国家的字符编码。这就是unicode（定长）， 统一用2Bytes代表一个字符， 虽然2**16-1=65535，但unicode却可以存放100w+个字符，因为unicode存放了与其他编码的映射关系，准确地说unicode并不是一种严格意义上的字符编码表，但对于通篇都是英文的文本来说，unicode的式无疑是多了一倍的存储空间（二进制最终都是以电或者磁的方式存储到存储介质中的）于是产生了UTF-8（可变长，全称Unicode Transformation Format），对英文字符只用1Bytes表示，对中文字符用3Bytes，对其他生僻字用更多的Bytes去存。
ps:内存中统一采用unicode，浪费空间来换取可以转换成任意编码（不乱码），硬盘可以采用各种编码，如utf-8，保证存放于硬盘或者基于网络传输的数据量很小，提高传输效率与稳定性。
编码解决方案
基于目前的现状，内存中的编码固定就是unicode，我们唯一可变的就是硬盘的上对应的字符编码。此时你可能会觉得，那如果我们以后开发软时统一都用unicode编码，那么不就都统一了吗，关于统一这一点你的思路是没错的，但我们不可会使用unicode编码来编写程序的文件，因为在通篇都是英文的情况下，耗费的空间几乎会多出一倍，这样在软件读入内存或写入磁盘时，都会徒增IO次数，从而降低程序的执行效率。因而我们以后在编写程序的文件时应该统一使用一个更为精准的字符编码utf-8（用1Bytes存英文，3Bytes存中文），再次强调，内存中的编码固定使用unicode。
- 在存入磁盘时，需要将unicode转成一种更为精准的格式，utf-8:全称Unicode Transformation Format，将数据量控制到最精简
- 在读入内存时，需要将utf-8转成unicode
所以我们需要明确：内存中用unicode是为了兼容万国软件，即便是硬盘中有各国编码编写的软件，unicode也有相对应的映射关系，但在现在的开发中，程序员普遍使用utf-8编了。
总结：保证不乱吗的核心法则就是，字符按照什么标准而编码的，就要按照什么标准解码，此处的标准指的就是字符编码。在内存中写的所有字符，一视同仁，都是unicode编码，比如我们打开编辑器，输入一个“你”，我们并不能说“你”就是一个汉字，此时它仅仅只是一个符号，该符号可能很多国家都在使用，根据我们使用的输入法不同这个字的样式可能也不太一样。只有在我们往硬盘保存或者基于网络传输时，才能确定”你“到底是一个汉字，还是一个日本字，这就是unicode转换成其他编码格式的过程了。
编码是一种用一种特定的方式对抽象字符（Unicode）转换为二进制形式（bytes）进行表示，也就是python3中的encode。解码就是对用特定方式表示的二进制数据用特定的方式转化为Unicode，也就是decode。搞清楚了ASCII、Unicode和UTF-8的关系，我们就可以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。
用记事本编辑的时候，从文件读取的UTF-8字符被转换为Unicode字符到内存里，编辑完成后，保存的时候再把Unicode转换为UTF-8保存到文件
浏览网页的时候，服务器会把动态生成的Unicode内容转换为UTF-8再传输到浏览器
所以你看到很多网页的源码上会有类似<meta charset="UTF-8" />的信息，表示该网页正是用的UTF-8编码。
Python3 之字符编码
字符串str
Python 3版本中，字符串是以Unicode编码的，也就是说，Python的字符串支持多种语言
>>> print('包含中文的str') 包含中文的str
字节码byte
由于Python3的字符串类型是str，在内存中以Unicode表示(即 str就是unicode)，一个字符对应若干个字节。如果要在网络上传输，或者保存到磁盘上，就需要把str变为以字节为单位的bytes。Python对bytes类型的数据用带b前缀的单引号或双引号表示。例如'ABC'和b'ABC'，前者是str，后者虽然内容显示得和前者一样，但bytes的每个字符都只占用一个字节。以Unicode表示的str通过encode()方法可以编码为指定的bytes：
>>> 'ABC'.encode('ascii') b'ABC' >>> '中文'.encode('utf-8') b'\xe4\xb8\xad\xe6\x96\x87'
从网络或磁盘上读取了字节流，那么读到的数据就是bytes。要把bytes变为str，就需要用decode()方法
>>> 'ABC'.encode('ascii') b'ABC' >>> '中文'.encode('utf-8') b'\xe4\xb8\xad\xe6\x96\x87'
ps:在操作字符串时，我们经常遇到str和bytes的互相转换。为了避免乱码问题，应当始终坚持使用UTF-8编码对str和bytes进行转换.同时len()函数计算的是str的字符数，如果换成bytes，len()函数就计算字节数。
