Python bytes类型详解：定义、与字符串区别及转换方法

一、bytes 字节串类型概述

Python 3 引入了 bytes 类型，专门用于表示字节序列。它是一个独立的数据类型，不同于 C# 中的列表概念，而是直接对应底层二进制数据。

由于 bytes 对象直接存储原始的二进制字节数据，它非常适合用于网络通信中的数据传输，以及存储各类二进制格式的文件，例如图片、音频和视频等多媒体资源。

1、字节串与字符串之间的区别

bytes 和 str 类型虽然支持大部分相同的方法，但两者的核心区别在于操作的数据单元不同。此外，bytes 类型同样是不可变序列，一旦创建便无法修改。

• 字符串（str）由多个字符组成，其基本操作单元是字符（Character）。
• 字节串（bytes）由多个字节组成，其基本操作单元是字节（Byte）。

2、字节概述

计算机底层数据处理基于两个基本概念：位（bit）和字节（Byte）。

• bit 代表 1 位二进制数，其值非 0 即 1。
• Byte 代表 1 字节，1 个 Byte 包含 8 个 bit。

在字节串中，每个数据单元均为 1 字节（8 位）。由于每 4 位二进制数（取值范围 0 到 15）可以对应一个十六进制数字，因此每个字节需要用两个十六进制数来表示。

b'\xe6\x88\x91\xe7\x88\xb1Python\xe7\xbc\x96\xe7\xa8\x8b'，
# 比如 ：\xe6 就表示 1 字节，其中 \x 表示十六进制，e6 就是两位的十六进制数。

Unicode 字符集涵盖了包括汉字在内的广泛字符，通常占用两个字节（16 位，支持 65536 个字符编号）。实际应用中常见的 UTF-8、UTF-16 等编码方式均属于 Unicode 字符集的范畴。

二、字节串与字符串之间的转换

bytes 对象仅负责以字节（二进制格式）序列的形式记录数据，具体数据的含义由程序逻辑决定。在指定正确的字符集前提下，字符串可以转换为字节串；反之，字节串也可以解码还原为对应的字符串。

1、将一个字符串转换成 bytes 对象

若需将字符串转换为 bytes 对象，主要有以下三种实现方式：

上述代码中 b1 至 b5 均为字节串对象，演示了构建字节串的多种途径。其中 b2 和 b3 通过在 ASCII 字符串前添加 b 前缀直接生成；b4 通过调用 bytes() 函数构建；而 b5 则利用字符串的 encode 方法生成。

• 若字符串内容仅包含 ASCII 字符，可直接在字符串前添加 b 前缀来构建字节串值。

# 创建一个空的bytes
b1 = bytes()
# 创建一个空的bytes值
b2 = b''
# 1、通过b前缀指定hello是bytes类型的值
b3 = b'hello'
print(b3)
print(b3[0])
print(b3[2:4])

#b'hello'
#104
#b'll'

• 调用 bytes() 函数（即 bytes 类的构造方法），可将字符串按指定字符集转换为字节串。若不指定字符集参数，默认采用 UTF-8 编码。

# 调用bytes方法将字符串转成bytes对象
b4 = bytes('我爱Python编程',encoding='utf-8')
print(b4)
#b'\xe6\x88\x91\xe7\x88\xb1Python\xe7\xbc\x96\xe7\xa8\x8b'

• 调用字符串内置的 encode() 方法，可将字符串按指定字符集转换为字节串（此为常用方式）。若不指定字符集，默认使用 UTF-8 编码。

# 利用字符串的encode()方法编码成bytes，默认使用utf-8字符集
b5 = "学习Python很有趣".encode('utf-8')
print(b5)
#b'\xe5\xad\xa6\xe4\xb9\xa0Python\xe5\xbe\x88\xe6\x9c\x89\xe8\xb6\xa3'

从输出结果可见，字节串与字符串在表现形式上相似，区别在于字节串中的每个数据单元固定为 1 字节。

2、decode():将一个bytes 对象转换成字符串

若程序获取了 bytes 对象，可调用其 decode() 方法将其解码还原为字符串。

#将bytes 对象解码成字符串，默认使用UTF-8进行解码
st = b5.decode('utf-8')
print(st)#学习Python很有趣

本文介绍了 Python 字节串类型 bytes 的定义、与字符串的区别及转换方法，希望对读者有所帮助。