python二进制数据

一直以来对python的二进制数据搞不清楚。

一、二进制显示格式与实际存储值区别

1.二进制数据在python中以字节（bytes)类型和字节数组类型（bytearray)保存着，前者数据固定，后者不固定，可继续添加。其每个元素为一个字节的数值，这就要求每个元素数值必须位于【0，255】之间，因为一个字节只能表示这个范围的数据。

2.由于字节或字节数组类型元素只能处于【0，255】之间，因此要表示中文（通常是三个字节（utf-8编码）），必须将中文转成字节格式，下例就出错了：

>>> b'中文'
  File "<stdin>", line 1
SyntaxError: bytes can only contain ASCII literal characters.

错误原因是字节只能包含ASCII常量字符

解决办法是先将中文字符转其他类型的编码即可，如转成utf-8编码：

>>> '中文'.encode('utf-8')
b'xe4xb8xadxe6x96x87'

这就是unicode与bytes之间相互转化方式，我们循环这个bytes:

>>> for i in b'xe4xb8xadxe6x96x87':
...     print(i)
...
228
184
173
230
150
135

发现字符“中”由三个8位数据构成，即228 184 173，我们将其转化成二进制格式：

>>> bin(228)
'0b11100100'
>>> bin(184)
'0b10111000'
>>> bin(173)
'0b10101101'

发现字符“中”的utf-8编码方式为：11100100 10111000 10101101，这也是它在计算机中存储的方式。

3.ASCII码能够表示的字符（0-9a-zA-Z及一些标点符号转义字符等）转化成utf-8码不发生改变，因为utf-8编码是ASCII编码的超集。

>>> 'afAFA!@#'.encode('utf-8')
b'afAFA!@#'

而实际上存储的是各字符的ASCII码值：

>>> for i in b'afAFA!@#':
...     print(i)
...
97
102
65
70
65
33
64
35

当中英文混合时我们看的更清楚：

>>> '中c'.encode()
b'xe4xb8xadc'

我们看到最后的字符c并没有发生转义成十六进制，仍然是c。

这就是说明，tytes类型显示格式是十六进制格式，ASCII码原样不改变，但最终存储的值还是对应十六进制值格式对等的二进制格式值。

始终记住：显示的是十六进制格式，存储的是对应的码值。如:

>>> b'a'[0]
97

显示的是字符a，实际上保存的是对应的ASCII码值97.

二、binascii模块：

binascii模块定义了很多二进制转化的函数。

binascii.hexlify() 将单个字符转化成对应码值的十六进制格式（xxx)格式

>>> binascii.hexlify(b'xefmm')
b'ef6d6d'

binascii.unhexlify() 两个字符为单位，看作十六进制值，转化成对应码值的字符格式

>>> binascii.unhexlify(b'ef6d6d')
b'xefmm'

因此参数里不能是基数个字符