python数据类型bytes 和 bytearray的使用与区别
作者：没有想象力
bytes 和 bytearray
bytes 和 bytearray 都是二进制世界的成员，用二进制的方式去理解才能看清他的本质。
理解bytes 和 bytearray
0 和 1 是计算机工作的根本，单个的0和1只能表达两种状态，无法满足我们复杂的计算，于是计算机使用了8位即一个byte作为一个储存的基本单位。
byte 由 8bit 组成，例如 0000 0001 ， 也可以表示为16进制的形式：0x01， 0x为固定前缀，表示该数使用16进制表示方式，此外0o前缀为8进制，0b为二进制形式，以此区分。bytes 从字面上理解是byte 的复数， 也就是多个byte组成的序列。这一点与字符串与字符的关系类似。
于是，我们可以这样理解，字符串是由一个个字符顺序储存组成的序列，其中每个元素为一个字符。bytes 是由一个个byte组成的序列，每一个元素是一个byte。
bytearray是一个由byte为元素组成的array，其中每一个元素为一个byte。在python官方文档中，作者简单的定义了这两个类型。翻译为
bytes：可以看作是一组二进制数值(0-255) 的 str 序列bytearray ：可以看作是一组二进制数值(0-255) 的 list 序列
python中值的表示
在计算机中表示数有多种表示方式，普通的表示方式就是10进制的数值表示方法，例如a=10，此外还有8进制，16进制，2进制的表示方式，分别使用前缀0o和0x和0b表示。
a = 97 a = 0b01100001 a = 0x61 a = 0o301
使用上面4种方式定义的值均为十进制数97，也就是上面四种方式是等价得，只是使用不同的进制表示同一个值。
除了使用数值可以有不同的表示方式外，还可以使用字节的方式来定义一个值，而字节该如何书写？python使用了一个特殊字符串来表示字节，这个特殊字符可以使用前缀\x，\o, \b和\ 表示，分别表示16，8，2，10进制的表示方式，特殊字符后是对应的进制表示值。示例
a = "a" a = "\b01100001" a = "\x61" a = "\o301"
同样得，这样得四种方式是等价得，a变量的值均为"a"。以上是单字节的字符的表示，多字节字符或者是一个字符串同样可以如此定义。
# 使用encode查看一下中国的二进制编码为
str.encode("中国") # ==> b'\xe4\xb8\xad\xe5\x9b\xbd'，前缀 b表示该值的类型为bytes，区别于字符串的表示
# 因此，我们可以使用这个字节表示来定义“中国”
a = '\xe4b8ade59bbd' # 或者 '\xe4\xb8\xad\xe5\x9b\xbd'，两种方式均可
# 其8进制可以如此计算
num = int.from_bytes(a, "big") # 将这段字符串转化为内存等值的数值
print(oct(num)) # 打印该数值的8进制表示，结果为字符串类型。在该字符串加上\o前缀即可
# 最后打印结果
print(a) # ==> "中国"
# 再假如我们需要定义一个字符串abc，可以使用下面的方式
a = "abc"
a = "\x616263" # 由于abc的ascii码分别为 0x61 62 63
a = "\o301302303" # 由于abc的ascii码分别为 0o301 302 303
a = "\979899" # 由于abc的ascii码分别为 979899进制转换
字节，数值，字符等类型可以使用下面的方式进行转化。还包括值得不同进制表示，字符串得不同进制表示，示例：
# 内置函数
chr(97) # ==> "a"
ord("a") # ==> 97
# 将一个10进制数，转化为其他进制的数的字符串表示得内置函数，注意，结果都是字符串，而不是对应进制的数值
bin(97) # ==> '0x61'
oct(97) # 8进制字符 '0o301'
hex(97) # 2进制字符 '0b01100001'
# 也可使用format完成
#带前缀 0x
format(97,"#x") # ==> '0x61'
format(97,"#o") # 8进制字符 '0o301'
format(97,"#b") # 2进制字符 '0b01100001'
#不带前缀
format(97,"X") # ==> '61'
format(97,"o") # ==> '301'
format(97,"b") # ==> '01100001'
# 3.6+版本使用方法
# f'{255:X}' 和 f'{255:#X}' ===> " FF " 和 "0xFF"
# 使用c 风格得表示
"%x"%10 # ==> 'a'
"%o"%10 # ==> '12'
# 带前缀
"%#x"%10 # ==> '0xa'
"%#o"%10 # ==> '0o12'将一个字节或者字符或者字符串转化为值类型可以使用如下的方式。
ord("a") # ==> 97
int.from_bytes(b"a", "big") # 97 类型为int，指定大端模式（小地址存多字节高位）
# 以下两种形式等价
int.from_bytes(b"abc", "big") # ==> 得到三字节长度的数值
int.from_bytes(bytes("abc"), "big") #bytes类型
将一个str 转化为 bytes 的本质是将str中的每个字符转化为该字符的二进制编码形式。例如 a 的二进制为 0x65。
# 将字符串abc 中每一个字符转化为二进制编码形式就是bytes类型
s = "abc"
bs1 = bytes("abc") # bytes()第一个参数为一个可迭代对象，将每一个元素转为二进制的表示方式
print(s) # 'abc'
print(bs1) # b'abc' python检测到这个二进制序列可以使用字符abc表示，但是为了区别于abc的字符串，所以使用 b'abc'，只是给人看的一种表示结果。实际的值应该是一个个字节。
# 我们看一下单个元素
print(s[0]) # 'a'
print(bs1[0]) # 97 而不是 b'a'，对于单个字节0x61， python使用了十进制数97表示二进制类型bytes使用b'abc'的表示方式，只是尝试将这个序列中的元素翻译为人类可以看懂的形式，实际在变量内存中储存的为一个个二进制字节0x61 0x62 0x63，这样的三个字节可以根据数据类型的不同翻译成不同的结果。
b2 = bytes( [97,98,99] ) print(b2) # ==> b'abc'
这就对上面结论最佳证明，出现该结果的原因是，python中的列表 [97, 98, 99] 在内存中二进制储存和字符串abc储存的值是相同的，所以使用python来展示这段内存时，它使用b'abc'的方式进行展示。
bytes类型转化
字符串转bytes类型
# 将返回 bytes 类型 b" abc "， 可以添加encoding参数指定字符串的编码方式
bs1 = bytes("abc","utf-8")
# 可以使用字符的16进制字符表达形式
bs2 = bytes('\x61\x62\x63',"utf-8")
# 直接对字符进行编码成二进制形式
bs2 = "abc".encode()
# 16进制字符转为bytes类型
b1 = bytes.fromhex("61 62 63") # ==> b"abc" "61,62"是两个16进制数组合，单个值不能超过 7F也就是不能超过127 ，否则无法对应ASCII表中的字符
b1.hex() # ===> '616263' ASCII码中abc字符对应的16进制数组成的字符串，上面函数的逆运算。数值转化为bytes类型
想要使用数值来定义一个不能直接使用 bytes(97) 的方式来定义，这不会在内存中储存一个二进制的 97，而是会开辟97个字节，每个字节的值为0x00。这是需要注意的一点，如果想要储存一个97，可以使用列表来实现。
# 传入数值类型可迭代对象
b1 = bytes(range(97,100)) # ==> b'abc'
b2 = bytes([97,98,99]) # ==> b'abc'
b3 = bytes([97]) # ==> b'a'
# 直接传入10进制数值对象而不是可迭代对象，将会生成对应数值字节的空bytes
b4 = bytes(3) # b'\x00\x00\x00' 三个空字符的 bytes
# 通过数值转化将8进制，16进制数字 生成bytes对象
b5 = bytes([int("61",16)]) #16进制61 == > 10 进制 ==> bytes ==> b"a" （使用字符a表示）
b6 = bytes([int("61", 8)]) # 8进制61 == > 10 进制 ==> bytes ==> b"1" （使用字符1表示）
# 也可利用bytes 对象转化为 10 进制 数值
num = int.from_bytes(b"abc","big") # "abc"对应的三个字节拼接在一起作为一个二进制数，并计算为10进制数输出
print(num) # ===> 6382179以上是将数值和字符串转化为 字节类型，这是常用的类型转化方式，同样的，也可以将字节转化为字符或者值的类型。使用以下的方法即可
bytes转数值
bytes类型转化为 值类型使用 数值使用 int的一个类方法from_bytes即可，示例：
num = int.from_bytes(b“abc”, "big") # 将这个bytes对象转化为内存等值的数值
bytes的方法
bytes对象的方法和字符串的方法基本一致，可以进行字符串的几乎所有操作，例如字符串的replace，split，partation等操作，唯一需要区别的是。字符串的操作操作的对象是一个字符串或者单个字符，而bytes对象操作的是一个bytes二进制字节，例如进行字符串替换时：
"abc".replace("a", "x") # 将字符a 替换为 x
# 而在bytes对象
b"abc".replace(b"a", b"x") # 无论是参数中的对象还是对象本身都是bytes类型，有b“”前缀标识其他方法类比于str的方法，并结合官方文档即可。
bytearray
bytearray类似于中的list数据类型，bytearray中的每一个元素始终为一个字节值，也就是 0x00 - 0xff 区间的一个值，如果不在该范围内的值，在指定了编码方式的情况下可以按照字节遍历
初始化一个bytearray对象。同样需要一个可迭代对象作为参数，将会按照字节遍历整个可迭代对象，有以下的方式
bytearray("abc", encoding="utf-8") # abc字符串使用utf-8的方式编码为字节，每个字节作为bytearray对象的一个元素储存即可。
bytearray(b"abc") # 也可以使用bytes 类型，而使用bytes类型就没有编码一说了
bytearray([97, 98, 99]) # 使用可迭代对象，内部元素为一个一个0-255的数值类型。
ba1 = bytearray(range(97,103)) # 可迭代当然包括range对象ba1 # bytearay对象，==> bytearray(b"abcdef") ba1[0] # ==> 97 (integer) ba1[1:4] # 切片 ==> bytearray(b'bcd') # 赋值，可变 bytearray ba[ 4 ] = 122 # 122整型对应字符"z", ==> b"e" --> b"z" ba # bytearray(b"abcdzf" ) ba1[1:4] = b"xyz" # 切片赋值，替换ba1[1:4]的内容, 只有bytes 或bytearray 序列可赋值
bytes和bytearray类型之间可以直接进行转化，bytes()中可以传入一个bytearray对象作为参数，并且不存在编码问题，因为两个类型都是一个二进制的序列。
python在展示bytearray对象，使用的是bytesarray(b"abc") 的方式，其实，不妨理解为 bytearray( [ b"a", b"b", b"c" ] ) 的形式。也就是每个元素为字节列表。所以byteaarray实现了和列表对象的方法，并且可以进行元素的替换，也就是与列表相同，他是一个可变类型的对象。而bytes 与字符串都是不可变的，无法对单个元素进行替换，对象一旦产生将不可变。如果需要改变，需要新建一个新的对象。
bytearray的方法
类似与 列表对象，可以进行切片，append， extend，insert等操作，同样的，由于内部的元素都是一个个字节对象，对单个元素操作时只能操作单字节的对象，而执行extend这类处理可迭代对象方法，也要求可迭代对象内部的所有元素为单字节对象。单字节对象，可以是 b"a"类似的单字节对象 或 0-255的数值。因为一个字节只能储存256中状态。以下是几个简单的示例
a = bytearray(b"abc") a.append(100) print(a) # bytearray(b"abcd") a.append(b"e") print(a) # bytearray(b"abcde") a.extend(a) print(a) # bytearray(b"abcdeabcde") a.insert(0, b"A") print(a) # bytearray(b"Aabcdeabcde") bytes(a) # b"Aabcdeabcde"
到此这篇关于python数据类型bytes 和 bytearray的使用与区别的文章就介绍到这了,更多相关python bytes 和 bytearray内容请搜索脚本之家以前的文章或继续浏览下面的相关文章希望大家以后多多支持脚本之家！