使用 Python os 模块和 Unicode 进行字符编码

欢迎各位小伙伴来到golang学习网，相聚于此都是缘哈哈哈！今天我给大家带来《使用 Python os 模块和 Unicode 进行字符编码》，这篇文章主要讲到等等知识，如果你对文章相关的知识非常感兴趣或者正在自学，都可以关注我，我会持续更新相关文章！当然，有什么建议也欢迎在评论留言提出！一起学习！

今天我意识到我没有发表一些关于如何做的笔记：

• python，以及
• 它的“os”模块

处理未指定的字符编码。

这是我在让我的程序 foldatry 处理旧文件系统时必须解决的问题。

请注意，这仅涉及文件和文件夹名称，我尚未检查文件内容的情况。

我的决定是：

• 让 python os 模块从文件系统获取名称并将它们放入 python unicode 字符串中 - 也就是说，我不会编写代码来告诉它如何解释名称的编码，直到之后 它将它们存储在 python 变量中；
• 编写以下函数用于显示路径文件名（到终端或屏幕小部件） - 这至关重要，因为否则程序就会崩溃。

 python
def pfn4print( p_pfn ):
    return p_pfn.encode('utf-8', 'surrogateescape').decode('cp1252', 'backslashreplace') 

请注意，cp1252 是 iso-8859-1 编码标准的 windows-1252 超集。

该代码的基本原理是：

• python os 模块默认将从文件系统获取的字节放入 python unicode 字符串中；
• 然后我们想将其转回原始字节序列，这是通过encode('utf-8', 'surrogateescape')实现的
• 这是有效的，因为 os 模块的文档说这就是制作 python unicode 字符串的方法，即它使用了“surrogateescape”

然后为了显示，它使用 windows-1252 编解码器，原因有两个：

• 它在很长一段时间内是最常见的：比早期的 ms-dos 集和其他语言集都长；
• 因为它几乎可以表示 8 位字节模式的所有 256 个字符，所以它通常应该显示一些内容，即使它不是最初的预期内容。

替代方案是始终将所有路径和文件名作为字节字符串处理，这似乎工作量太大。

现在，如果您对 unicode 了解很多，您可能会知道并非所有字节序列在其标准编码中都是有效的。

那么当 python os 模块遇到这些（即在字节序列中，它没有被告知如何解码）时，它会做什么？

嗯，这就是“surrogateescape”的用武之地，因为这实际上让 python 将错误的字节序列存储为：

• 无效；和
• 它的顺序是什么。

这就是为什么encode('utf-8', 'surrogateescape') 给我们返回原始字节。

现在我承认这看起来有点“神奇”。虽然您当然可以更深入地了解如何：

• python 在内部处理 unicode；
• 以及它知道的所有不同编码；
• 以及编码和解码时可用的所有选项；

但我的猜测是，你不需要走那么深，只需相信“surrogateescape”就能完成它的伎俩。

请注意，这都是为了程序不会崩溃处理。最终，正确处理未指定的字符编码就是确定哪种编码对其有效。有一些工具可以很好地做到这一点，但要确定它需要人类的判断 - 本质上是因为它是由人类的不幸事件造成的。

附：下面的函数将字符串转换为其 unicode 序数列表（即代码点序列）。方便检查 python 真正认为的 unicode 字符串。

 python
def string_as_list_of_code_points( p_str):
    return list( ord(a_char) for a_char in list(p_str) )

实施例1

这来自我在 windows 98 时代制作的 cd-rom。因此，文件名肯定不是以 unicode 形式完成的。

我们的示例文件名是：

• 毛皮 中间的字母是“带有分音符的拉丁文小写字母 u”

编码

在 cd-rom 上，编码是这三个字节的序列：

• 0x66 0xfc 0x72

通过 os 模块读入 python3 - 它变成以下 unicode 代码点序列：

• u+0066 u+fffd！！fc u+0072

如果我们成功转换 - 见下文 - 那么 python 将保存这个 unicode“代码点”序列：

• u+0066 u+00fc u+0072

如果 python 将其写入 utf-8，它将变成这四个字节：

• 0x66 0xc3 0xbc 0x72 是：一个一字节字符，一个二字节字符，一个一字节字符。

我对 windows-nt 内部使用的理解是“ucs-2”，以字节为单位，将是：

• 0x00 0x66 0x00 0xfc 0x00 0x72 是三个两字节字符。

参见：

• 带有分音符号的拉丁文小写字母 u
• 来自 unicode 组：latin-1 supplement

python序列

好吧，让我们看看它在 python 交互式会话中是如何工作的。以下内容是从终端窗口剪下来的。

$ python3
python 3.10.12 (main, sep 11 2024, 15:47:36) [gcc 11.4.0] on linux
type "help", "copyright", "credits" or "license" for more information.
>>> s_0 = "für"
>>> print( list( ord(a_char) for a_char in list(s_0) ) )
[102, 252, 114]
>>> ba_1 = s_0.encode( "utf-8", "surrogateescape")
>>> print( list( ba_1 ) )
[102, 195, 188, 114]
>>> ba_2 = s_0.encode("cp1252", "backslashreplace")
>>> print( list( ba_2 ) )
[102, 252, 114]
>>> s_1 = ba_2.decode("utf-8", "surrogateescape")
>>> print( list( ord(a_char) for a_char in list(s_1) ) )
[102, 56572, 114]
>>> ba_3 = s_1.encode( "utf-8", "surrogateescape")
>>> print( list( ba_2 ) )
[102, 252, 114]
>>> s_2 = ba_3.decode("cp1252")
>>> print( list( ord(a_char) for a_char in list(s_2) ) )
[102, 252, 114]
>>> print( s_2)
für

回顾一下之前的评论：

• ba_2 是该字符串在 cd-rom 上的存放方式
• s_1 是当我们要求 python 操作系统在不指定编码的情况下读取 ba_2 时发生的情况 - 因此它假定 utf-8 但随后必须处理 252 作为 utf-* 字符的第一个字节无效的事实，所以操作系统将其存储为代理
• 我们可以看到它是如何在 ba_1 中正确编码为 utf-8

根据您对代码点和编码的熟悉程度，可能会有两个惊喜：

• 三个字符的 utf-8 编码需要四个字节 - 本质上是因为“ü”需要两个字节
• “在 utf-8 中无效的事情”的问题会以一种奇怪的方式处理，但这是可以逆转的

同样，可能不会引起您注意的是：

• 这个示例仍然简单，因为“ü”的旧式 windows-1252 字节编码与其 unicode 代码点编号相匹配：252

哦，还有：

• 我实际上不记得我从哪里得到 u+fffd!!fc 符号。
• 我什至可能已经编造了它，作为一种混合方式来表达“将显示为 unicode 替换字符，但知道它来自十六进制 fc”
• 如果你查看 python 会话，你会看到 s_1 中间的代码点是十进制 56572，即十六进制 0xdcfc

实施例2

现在让我们看一个示例，其中字符的 windows-1252 字节编码字节不与其 unicode 代码点编号匹配。

• 欧元符号
• 30 欧元
• 在 windows-1252 中编码为 0x80
• 在 unicode 中，这是代码点 u+20ac（十进制 8364）
• （如果您想知道，这种差异是因为 microsoft 决定使用“c1 控制代码”范围内的位置，而 unicode 选择保留该范围）

参见：

• 欧元符号

python序列

这里的操作序列与我们在示例 1 中执行的操作相同，但这次使用了以欧元符号开头的短字符串。

>>> s_0 = "€30"
>>> print( list( ord(a_char) for a_char in list(s_0) ) )
[8364, 51, 48]
>>> ba_1 = s_0.encode( "utf-8", "surrogateescape")
>>> print( list( ba_1 ) )
[226, 130, 172, 51, 48]
>>> ba_2 = s_0.encode("cp1252", "backslashreplace")
>>> print( list( ba_2 ) )
[128, 51, 48]
>>> s_1 = ba_2.decode("utf-8", "surrogateescape")
>>> print( list( ord(a_char) for a_char in list(s_1) ) )
[56448, 51, 48]
>>> ba_3 = s_1.encode( "utf-8", "surrogateescape")
>>> print( list( ba_2 ) )
[128, 51, 48]
>>> s_2 = ba_3.decode("cp1252")
>>> print( list( ord(a_char) for a_char in list(s_2) ) )
[8364, 51, 48]
>>> print( s_2)
€30

这次注意事项：

• ba_1 是 utf-8 编码，注意欧元符号需要 三个 个字节
• ba_2 是该字符串在 windows 98 等中的形式
• s_1 是当我们要求 python 操作系统在不指定编码的情况下读取 ba_2 时发生的情况 - 因此它假定 utf-8 但随后必须处理它所得到的内容
• 我们仍然存在以奇怪的方式处理“在 utf-8 中无效的事情”的问题，但这可以逆转
• 此时你会看到，s_1前面的码位是十进制的56448，也就是十六进制的0xdc80

尾注

我也许应该补充一点，我并不声称这里显示的方法是完整的或无懈可击的。这只是我添加到我的程序中以应对它所遇到的情况的内容。我确实计划在晚些时候重新审视这一切，但还有很多重要的其他功能将首先出现。所以，根本不是“现在很快”。

本篇关于《使用 Python os 模块和 Unicode 进行字符编码》的介绍就到此结束啦，但是学无止境，想要了解学习更多关于文章的相关知识，请关注golang学习网公众号！