Python3字节串bytes与字节数组bytearray详解
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"Python3之字节串bytes与字节数组bytearray的使用详解"
在Python3中,处理二进制数据时,我们经常会遇到两种数据类型:字节串(bytes)和字节数组(bytearray)。它们都是用来存储以字节为单位的数据,但它们之间存在一些重要的区别。
**字节串bytes**
字节串是不可变的序列,这意味着一旦创建,就不能修改其内容。它是Python中处理二进制数据的基础类型,常用于网络传输、文件读写等场景。
字节串的表示方式通常为`b"..."`或`b'\xHH'`,其中`\xHH`表示一个十六进制的字节值。例如:
```python
b"ABCD"
b"\x41\x42"
```
字节串可以通过以下几种方式构造:
1. `bytes()`创建一个空的字节串。
2. `bytes(iterable)`使用可迭代对象(如列表)创建字节串,其中每个元素应为整数,范围在0到255之间。
3. `bytes(n)`生成包含n个值为0的字节串。
4. `bytes(string, encoding='utf-8')`将字符串按照指定的编码(如UTF-8)转码为字节串。
字节串支持常见的序列操作,如加法(`+`)、乘法(`*`)、比较运算符(`<`, `<=`, `>`, `>=`, `!=`, `==`)、成员运算符(`in`, `not in`)、切片和索引。此外,还可以使用内置函数如`len()`, `max()`, `min()`, `sum()`, `any()`, 和`all()`进行计算。
**字符串与字节串的转换**
在Python3中,字符串(str)和字节串(bytes)之间需要进行编码和解码操作才能相互转换:
- 字符串转字节串:使用`str.encode(encoding)`,其中`encoding`是字符编码,如'utf-8'。
- 字节串转字符串:使用`bytes.decode(encoding)`,同样,`encoding`是解码使用的字符编码。
例如:
```python
s = '你好,世界!'
s_encoded = s.encode('utf-8') # b'\xe4\xbd\xa0\xe5\xa5\xbd\xef\xbc\x8c\xe4\xb8\x96\xe7\x95\x8c\xef\xbc\x81'
s_decoded = s_encoded.decode('utf-8') # '你好,世界!'
```
**字节数组bytearray**
字节数组与字节串类似,但它是可变的,可以像列表一样修改其内容。这使得它在需要频繁修改二进制数据的场合非常有用。字节数组的创建方式基本与字节串相同,只是使用`bytearray()`而不是`bytes()`。
字节数组的可变性允许我们执行插入、删除和替换等操作。例如:
```python
ba = bytearray(b'ABC')
ba[1] = ord('D') # ba 变为 b'ADC'
```
虽然本文主要介绍了字节串和字节数组的基本使用,但在实际编程中,了解它们的差异和应用场景是非常重要的。字节串的不可变性提供了安全性和效率,而字节数组的可变性则提供了灵活性。正确选择和使用这两者可以显著提高Python程序在处理二进制数据时的效率和功能。
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