【编码】
编码的本质就是让只认识0和1的计算机，能够理解我们人类使用的语言符号，并且将数据转换为二进制进行存储和传输。
这种从人类语言到计算机语言转换的形式，就叫做编码表，它让人类语言和计算机语言能够一一对应起来。
【二进制】
以此类推，当有八座烽火台的时候，我们就能表示2的8次方，也就是256种状态，它由8个0或1组成。
你的手机“流量”，就是这么计算的：
而百兆宽带，下载速度最多能达到十多兆，是因为运营商的带宽是以比特每秒为单位的，比如100M就是100Mbit/s。
而我们常看到的下载速度KB却是以字节每秒为单位显示的，1byte = 8bit，所以运营商说的带宽得先除以8，你的百兆宽带下载速度，也就是十几兆了。
【编码表】
具体用哪些二进制数字表示哪个符号，理论上每个人都可以有自己的一套规则（这就叫编码）。
但大家如果想要互相沟通而不造成混乱，就必须使用相同的编码规则。如果使用了不同的编码规则，那就会彼此读不懂，这就是“乱码”的由来。
一开始，是美国首先出台了ASCII编码（读音：/ˈæski/），统一规定了常用符号用哪些二进制数来表示。
因为英文字母、数字再加上其他常用符号，也就100来个，因此使用7个比特位（最多表示128位）就够用了，所以一个字节中被剩下的那个比特位就被默认为0。
再后来呢，这套编码表传入欧洲，才发现这128位不够用啊。比如说法语字母上面还有注音符，这个怎么区分？得！把最后一个比特位也编进来吧。因此欧洲普遍使用一个全字节（8个比特位）进行编码，最多可表示256位，至此，一个字节就用满了！
但是前面的状态0-127位可以共用，但从状态128到255这一段的解释就完全乱套了，比如135在法语，希伯来语，俄语编码中完全是不同的符号。
当计算机漂洋过海来到中国后，问题又来了，计算机完全不认识博大精深的中文，当然也没法显示中文；而且一个字节的256位都被占满了，但中国有10万多个汉字，256位连塞牙缝都不够啊。
于是中国科学家自力更生，重写了一张编码表，也就是GB2312，它用2个字节，也就是16个比特位，来表示绝大部分（65535个）常用汉字。后来，为了能显示更多的中文，又出台了GBK标准。
不仅中国，其他国家也都搞出自己的一套编码标准，这样的话地球村村民咋沟通？日本人发封email给中国人，两边编码表不同，显示的都是乱码。
为了沟通的便利，Unicode（万国码）应运而生，这套编码表将世界上所有的符号都纳入其中。每个符号都有一个独一无二的编码，现在Unicode可以容纳100多万个符号，所有语言都可以互通，一个网页上也可以显示多国语言。
看起来皆大欢喜。但是！问题又来了，自从英文世界吃上了Unicode这口大锅饭，为迁就一些占用字节比较多的语言，英文也要跟着占两个字节。比如要存储A，原本00010001就可以了，现在偏得用两个字节：00000000 00010001才行，这样对计算机空间存储是种极大的浪费！
基于这个痛点，科学家们又提出了天才的想法：UTF-8（8-bit Unicode Transformation Format）。它是一种针对Unicode的可变长度字符编码，它可以使用1~4个字节表示一个符号，根据不同的符号而变化字节长度，而当字符在ASCII码的范围时，就用一个字节表示，所以UTF-8还可以兼容ASCII编码。
Unicode与UTF-8这种暧昧的关系一言以蔽之：Unicode是内存编码的规范，而UTF-8是如何保存和传输Unicode的手段。
2、8、16，分别是2的1次方、3次方、4次方。这一点使得三种进制之间可以非常直接地互相转换。
8进制是用0，1，2，3，4，5，6，7；16进制是用0，1，2，3，4，5，6，7，8，9，a，b，c，d，e，f来表示。
几种编码方案在当前的使用情况：
第0，计算机是有自己的工作区的，这个工作区被称为“内存”。数据在内存当中处理时，使用的格式是Unicode，统一标准。
在Python3当中，程序处理我们输入的字符串，是默认使用Unicode编码的，所以你什么语言都可以输入。
第1，数据在硬盘上存储，或者是在网络上传输时，用的是UTF-8，因为节省空间。但你不必操心如何转换UTF-8和Unicode，当我们点击保存的时候，程序已经“默默地”帮我们做好了编码工作。
第2，一些中文的文件和中文网站，还在使用GBK，和GB2312。
基于此，有时候面对不同编码的数据，我们要进行一些操作来实现转换。这里就涉及接下来要讲的【encode】（编码）和【decode】（解码）的用法。
【encode()和decode()】
编码，即将人类语言转换为计算机语言，就是【编码】encode()；反之，就是【解码】decode()。
将人类语言编码后得到的结果，有一个相同之处，就是最前面都有一个字母b，比如b'\xce\xe2\xb7\xe3'，这代表它是bytes（字节）类型的数据。可以用type()函数验证一下：
所谓的编码，其实本质就是把str（字符串）类型的数据，利用不同的编码表，转换成bytes（字节）类型的数据。
我们再来区分下字符和字节两个概念。
字符是人们使用的记号，一个抽象的符号，这些都是字符：'1'， '中'， 'a'， '$'， '￥' 。
字节则是计算机中存储数据的单元，一个8位的二进制数。
编码结果中除了标志性的字母b，你还会在编码结果中看到许多\x，你再观察一下这个例子：b'\xce\xe2\xb7\xe3'。
\x是分隔符，用来分隔一个字节和另一个字节。
分隔符还挺常见的，你经常会看到网址里面有好多的%，它们也是分隔符，替换了Python中的\x。比如像下面这个：
https://www.baidu.com/s?wd=%E5%90%B4%E6%9E%AB
它的意思就是在百度里面，搜索“吴枫”，使用的是UTF-8编码。你眯着眼睛看一看上面的UTF-8编码结果和这一串网址的差异，其实它们除了分隔符以外，是一模一样的。
此外，用decode()解码的时候则要注意，UTF-8编码的字节就一定要用UTF-8的规则解码，其他编码同理，否则就会出现乱码或者报错的情况。
*例：
print(b'\xe6\x88\x91\xe7\x88\xb1\xe4\xbd\xa0'.decode('utf-8')) 运行结果：我爱你
你看到大写字母K被编码后还是K，但这两个K对计算机来说意义是不同的。前者是字符串，采用系统默认的Unicode编码，占两个字节。后者则是bytes类型的数据，只占一个字节。这也验证我们前面所说的编码就是将str类型转换成bytes类型。
【文件读写】
文件读写，是Python代码调用电脑文件的主要功能，能被用于读取和写入文本记录、音频片段、Excel文档、保存邮件以及任何保存在电脑上的东西。
假如你有一项工作，需要把100个Word文档里的资料合并到1个文件上，一个个地复制粘贴多麻烦啊，这时你就能用上Python了。或者，当你要从网上下载几千条数据时，直接用Python帮你把数据一次性存入文件也是相当方便。
因此，Python能把我们从重复性工作中解放出来。
【文件读写】，是分为【读】和【写】两部分的。
【读取文件】
【第1步-开】使用open()函数打开文件。
file1这个变量是存放读取的文件数据的，以便对文件进行下一步的操作。
open()函数里面有三个参数，第一个参数是文件的保存地址，一定要写清楚，否则计算机找不到。
要找到你的文件地址，只需要把你要打开的文件直接拖到编辑器终端的窗口里，就会显示出文件地址，然后复制一下就好。
不过文件的地址有两种:相对路径和绝对路径，拖到终端获取的地址是绝对路径。这两种地址，Mac和Windows电脑还有点傲娇地不太一样，下面我就帮大家捋一捋。
绝对路径就是最完整的路径，相对路径指的就是【相对于当前文件夹】的路径，也就是你编写的这个py文件所放的文件夹路径！
如果你要打开的文件和open.py在同一个文件夹里，这时只要使用相对路径就行了，而要使用其他文件夹的文件则需使用绝对路径。
Mac电脑：
现在我的txt文件和py文件都放在桌面的test文件夹里。
我将txt文件拖入终端窗口，获得文件的绝对路径：
当我用open()函数打开的时候，就可以写成：
在这种情况下，你写绝对和相对路径都是可以的。
假如现在这个txt文件，是放在test文件夹下面一个叫做word的文件夹里，绝对路径和相对路径就变成：
Windows电脑：
常用\来表示绝对路径，/来表示相对路径。
所以当你把文件拖入终端的时候，绝对路径就变成：
但是呢，别忘了\在Python中是转义字符，所以时常会有冲突。为了避坑，Windows的绝对路径通常要稍作处理，写成以下两种格式：
获取文件的相对路径还有个小窍门，用VS Code打开文件夹，在文件点击右键，选择：
现在，把这行代码复制到你的open.py文件中，然后把文件地址替换成你自己的地址。
第二个参数表示打开文件时的模式。这里是字符串 'r'，表示 read，表示我们以读的模式打开了这个文件。
你可能会疑惑，为什么打开的时候就要决定是读还是写，之后决定不行吗？这是因为，计算机非常注意数据的保密性，在打开时就要决定以什么模式打开文件。
除了'r',其他还有'w'(写入)，'a'(追加)等模式。
第三个参数encoding='utf-8'，表示的是返回的数据采用何种编码，一般采用utf-8或者gbk。注意这里是写encoding而不是encode噢。
【第2步-读】用read()函数进行读取的操作。
在编辑器窗口【右键】，选择【在终端中运行Python文件】，这时终端显示的是：
打印出了abc.txt文件里面的内容，它会读成字符串的数据形式。
【第3步-关】关闭文件，使用的是close()函数。
为啥要关闭文件呢？原因有两个：1.计算机能够打开的文件数量是有限制的，open()过多而不close()的话，就不能再打开文件了。2.能保证写入的内容已经在文件里被保存好了。
文件关闭之后就不能再对这个文件进行读写了。如果还需要读写这个文件的话，就要再次 open() 打开这个文件。
【总结——读文件】
【写入文件】
【第1步-开】以写入的模式打开文件。
第二个参数改成'w'，表示write，即以写入的模式打开文件。
【第2步-写】往文件中写入内容，使用write()函数。
往“abc.txt”文件中写入了“张无忌”和“宋青书”这两个字符串。\n表示另起一行。
当你打开txt文件查看数据：
诶？原来文件里的周芷若和赵敏去哪里了？
是这样子的，'w'写入模式会给你暴力清空掉文件，然后再给你写入。如果你只想增加东西，而不想完全覆盖掉原文件的话，就要使用'a'模式，表示append，追加的意思。
【第3步-关】还是要记得关闭文件，使用close()函数。
*有两个小提示：1.write()函数写入文本文件的也是字符串类型。2.在'w'和'a'模式下，如果你打开的文件不存在，那么open()函数会自动帮你创建一个。
【小练习】1.请你在一个叫1.txt文件里写入字符串'难念的经' 2.然后请你读取这个1.txt文件的内容，并打印出来。
【总结——写文件】
现在问题来了，如果我们想写入的数据不是文本内容，而是音频和图片的话，该怎么做呢？
不同的读写方式：
我们可以看到里面有'wb'的模式，它的意思是以二进制的方式打开一个文件用于写入。因为图片和音频是以二进制的形式保存的，所以使用wb模式就好了，这在今天的课后作业我们会用到。
这里再顺便补充一个用法，为了避免打开文件后忘记关闭，占用资源或当不能确定关闭文件的恰当时机的时候，我们可以用到关键字with，之前的例子可以写成这样：
所以之后当你看到with open...as这种打开文件的语法格式也要淡定，这种还挺常见的。
【小练习】
最近期末快到了，霍格沃兹魔法学校准备统计一下大家的成绩。
评选的依据是什么呢？就是同学们平时的作业成绩。
现在有这样一个叫scores.txt的文件，里面有赫敏、哈利、罗恩、马尔福四个人的几次魔法作业的成绩。
但是呢，因为有些魔法作业有一定难度，教授不强制同学们必须上交，所以大家上交作业的次数并不一致。
你可以在自己的电脑里新建一个scores.txt来操作。
希望你来统计这四个学生的魔法作业的总得分，然后再写入一个txt文件。
一个非常粗糙的思路应该是：拿到txt文件里的数据，然后对数据进行统计，然后再写入txt文件。
首先，毫无疑问，肯定是打开文件。
接着就是读取文件了。一般来说，我们是用read()函数，但是在这里，我们是需要把四个人的数据分开处理的，我们想要按行处理，而不是一整个处理，所以读的时候也希望逐行读取。
因此，我们需要使用一个新函数readlines()，也就是“按行读取”。
用print()函数打印一下，看看这种方法读出来的内容是咋显示的：
readlines() 会从txt文件取得一个列表，列表中的每个字符串就是scores.txt中的每一行。而且每个字符串后面还有换行的\n符号。
这样一来，我们就可以使用for循环来遍历这个列表，然后处理列表中的数据：
现在我们要把这里每一行的名字、分数也分开，这时需要我们使用split()来把字符串分开，它会按空格把字符串里面的内容分开。
看上图第一行的罗恩 23 35 44，它将被分为['罗恩', '23', '35', '44']。
显然，对比上面两个终端的图，split()又把每一行的内容分成了一个个的字符串，于是变成了一个个列表。
split()是我们没有学过的对字符串的处理方法，在这里想插一句，对数据类型的处理是有很多种方法的，但我们不可能一次学完，而应该学习最基础必要的知识，然后在需要用到新知识时，再继续学。
split()是把字符串分割的，而还有一个join()函数，是把字符串合并的。
join()的用法是str.join(sequence)，str代表在这些字符串之中，你要用什么字符串连接，在这里两个例子，一个是空字符串，一个是横杠，sequence代表数据序列，在这里是列表a。
在这里只是为了让大家理解join()，不需要记忆，之后再用再看就好。
回到哈利波特的那一步，这4个列表的第0个数据是姓名，之后的就是成绩。我们需要先统计各人的总成绩，然后把姓名和成绩放在一起。
还是可以用for...in...循环进行加法的操作：
接下来就是把成绩写入一个空的列表，因为这样才有助于我们之后写入一个txt文件。
最后写入文件：
15行的代码是打开一个叫winner.txt的文件。(如果电脑中不存在winner.txt的话，这行代码会帮你自动新建一个空白的winner.txt)
16行的代码是以writelines()的方式写进去，为什么不能用write()？因为final_scores是一个列表，而write()的参数必须是一个字符串，而writelines()可以是序列，所以我们使用writelines()。
【课后练习】——数据转移中的变化
练习目标
我们会通过今天的作业，复习课堂上学到的知识：编码和解码以及文件读写。
练习要求
今天的练习包含3个小练习。
练习1：主要是想要你自己来动手操作一下编码和解码；
练习2：尝试一下图片的读写；
练习3：完成文件转移之间的数据处理，让数据发生变化。
【练习1】
请你根据代码中的要求，一步一步完成。
【练习2】
请你通过文件读写命令，读取 photo1 里的数据（提示见代码区开头）。
然后，新建名为“photo2”的图片（在同一个文件夹），写入读到的数据。
这样，我们就通过文件读写的代码，完成了图片的复制（而非鼠标右键）。
提示1：photo1的图片是位于同一个文件夹下，所以，直接写文件名即可（注意有后缀）。
提示2：可用课堂末尾提到的with open...as这种语句来进行文件读写，注意缩进。
提示3：因为图片是以二进制的形式保存的，所以读写时需要用rb和wb模式。
【练习3】——在读写之间处理数据
在课堂上，我们已经见识过了：文件的一读一写之间，可以对数据进行一定的处理。
请你运行一次右侧的代码，重新体验一下那个过程。
现在，我们计划对课堂上得到的“winner”文档再行处理一下。
让学员的成绩从高到低排列，然后放到新文档“winner_new.txt”。
*字符串内的字符也是可以通过偏移量进行提取的（具体的提取和切片的方法和列表一致）。
如果你成功写出了代码，先运行参考代码，你会发现并没有什么变化。
因为“winner_new.txt”已经存在，且处理方式不变（相当再写入了一次排序后的成绩）。
然后，请你将代码28行的“sort(reverse=True)”括号中的“reverse=True”去掉。
再运行一下，看下“winner_new”文档里的数据发生了什么变化。