Pthon第十一课：编码与解码、文件读写（open()）
一、计算机的编码
计算机只能识别0和1，是如下所示：
从输入内容到计算机转变成0与1的代码就是编码，计算机内部有一个编码表进行一一对应。
二、二进制
用来存放一个0或者1的位置，就是计算机中最小的储存单位，叫做【位】，外国名字叫【bit】，也叫做【比特】。我们规定8个比特构成一个【字节】（byte），字节是计算机里最常用的单位。
- 我们千兆宽带，其实说的是以比特每秒位单位，1000M就是 1000Mbit/s。
- 我们下载速度是以字节每秒位单位显示的，1byte = 8bit。
- 那么，1000M bit = 125M byte。
- 也就是说千兆宽带，每秒下载速度最多125M。那我们的百兆宽带，下载速度也就只有十几兆了。
三、编码表
- 计算机开始发明的时候，用来解决数字计算问题。但是后来发现，只用二进制解决问题还是有限。
- 计算机这种东西最早由老外发明，外国人使用的英语只有26个字母，再加上标点、数字和一些符号也不会太多，老外搞出来一个东西叫做ASCII码，这个比二进制高级了一些。ASCII码组合出的256种状态，至此一个字节就使用满了。
- 后来，计算机传入中国，汉字千千万，256种状态远远不够。科学家就重新编写了一张编码表，叫做GB2312（word中有这种编码方式），它使用2个字节16个比特位，来表示绝大多数（65535）个汉字。后来，为了显示更多的汉字，又研究出一套编码，GBK编码。
美国人有ASCII码，中国人有GB2312/GBK编码，那欧洲人、阿拉伯人也有他们自己的编码方式，这就导致了乱码的产生。
- Unicode应运而生。Unicode把所有语言都统一到一套编码里，可以容纳100多万个符号，这样就不会再有乱码问题了。但是由于把所有语言都统一到一套编码里中，就造成Unicode码越来越庞大。比如英文A，之前可以用00010001表示，但是到了Unicode码中，必须使用00000000 00010001来表示。太长了，太麻烦了。
- 科学家们又针对Unicode码研究出了一种可变长度字符编码，叫做UTF-8（8-bit Unicode Transformation Format），它可以根据不同的符号来变化字节长度。
四、编码encode()与解码decode()
- 编码encode就是把人类语言转成计算机语言。
- 解码decode就是把计算机语言转成人类语言。
print('刘德华'.encode('gbk'))
print('郭富城'.encode('utf-8'))
print(b'\xc1\xf5\xb5\xc2\xbb\xaa'.decode('gbk'))
print(b'\xe9\x83\xad\xe5\xaf\x8c\xe5\x9f\x8e'.decode('utf-8'))
# 输出结果如下：
b'\xc1\xf5\xb5\xc2\xbb\xaa'
b'\xe9\x83\xad\xe5\xaf\x8c\xe5\x9f\x8e'
刘德华
郭富城
- 这里的计算机语言有一个相同之处，就是最前面都有一个字母‘b’，这是代表它是bytes(字节)类型的数据。
print(type('刘德华'))
print(type(b'\xc1\xf5\xb5\xc2\xbb\xaa'))
print(type(b'\xe9\x83\xad\xe5\xaf\x8c\xe5\x9f\x8e'))
# 输出结果：、
<class 'str'>
<class 'bytes'>
<class 'bytes'>
- 计算机的编码，就是把字符串类型的数据，转换成bytes类型的数据。
- 计算机的解码，就是把bytes类型的数据，转换成字符串类型的数据。
- 编码时用什么样的编码表，解码的时候就用什么样的编码表。
五、文件读写
在Python，可以使用Python操作计算机中的文件，可以读取写入文本内容、音频、表格、邮件等内容。
- 使用open()时，在前面加r和不加r是有区别的。
- 加r是防止字符转义的，如果路径中出现’\t’的话 不加r的话\t就会被转义 而加了’r’之后’\t’就能保留原有的样子。
- 在字符串赋值的时候 前面加’r’也可以防止字符串不被转义。
s = r't\nt'
print(s)
# 输出：
t\nt
s = 't\nt'
print(s)
# 输出：
t
t
1、读取文件
总共分三步：
- 打开文件
- 读取文件
- 关闭文件
# text.txt中的内容为“愿你出走半生归来仍是少年”，同时与py文件处于同个文件夹中
myfile = open(r'test.txt','r')
myfilecontent = myfile.read()
print(myfilecontent)
myfile.close()
输出结果：
$python readfile.py
愿你出走半生归来仍是少年
$
- 'test.txt’是需要读取文件的文件名,在这里, readfile.py文件与test.txt文件需要放在同一文件夹内。
2、写入文件
文件写入也分三步：
- 打开文件
- 写文件
- 关闭文件
# text.txt中的内容为“愿你出走半生归来仍是少年”，同时与py文件处于同个文件夹中
myfile = open(r'test.rtf','w')
myfile.write('我要从你的全世界路过，路过就不回来了，哈哈哈！')
myfile.close()
# 修改后的文件内容，打开后就是写入后的内容：
我要从你的全世界路过，路过就不回来了，哈哈哈！
- 因为‘w’是写入模式，会直接清空test1.txt文件中的内容，重新写入。 如果你不想清空原来内容， 就要使用‘a’模式，意为追加。
myfile = open(r'test.rtf','a')
myfile.write('路过了，还是回来了，看不得你孤单……')
myfile.close()
# 修改后的内容为，打开文件后为写入后的内容：
我要从你的全世界路过，路过就不回来了，哈哈哈！路过了，还是回来了，看不得你孤单……
- 如果我们想写入的数据不是文本，而是图片怎么办？
- 里面还有‘wb’模式， 它的意思是以二进制的方式打开一个文件用于写入。
- 图片、音频都是以二进制形式存在，所以使用wb模式就好了。
3、切记关闭文件
- 有时候在打开文件，读写结束后，忘记关闭文件。但是不关闭文件就会占用电脑内存，使得电脑越来越慢，怎么解决呢？
- 可以使用with方法
with open(r'test.rtf','a') as myfile:
myfile.write('想了想，我还是要出走。')
# 修改后的内容为，打开文件后为写入后的内容：
我要从你的全世界路过，路过就不回来了，哈哈哈！路过了，还是回来了，看不得你孤单……想了想，我还是要出走。
六、练习
- 将注释中的bytes内容解码出来，并添加到test.rtf文件中。
# b'\xe7\x9f\xa5\xe8\xa1\x8c\xe5\x90\x88\xe4\xb8\x80'
print(b'\xe7\x9f\xa5\xe8\xa1\x8c\xe5\x90\x88\xe4\xb8\x80'.decode('utf-8'))
with open(r'test.rtf','w') as myfile:
myfile.write('知行合一')
# 输出结果：
知行合一
# 修改后的内容已经在test.rtf中体现了
- 在Pthon文件中，可以接收用户所输入的任何内容，在这内容前面加上“您输入的是：”; 之后将所有的内容写入到test.rtf文件中。
def content():
shuru = input('请输入任何内容：')
shuru2 = '您输入的是：' +'"'+ shuru+'"'
return shuru2
with open(r'test.rtf', 'w') as myfile:
myfile.write(content())
# 输入的内容全部写入到test.rtf文件中了