目录
- bytes 和 bytearray
- 理解bytes 和 bytearray
- python中值的表示
- 进制转换
- bytes类型
- bytes类型转化
- bytes转数值
- bytes的方法
- bytearray
- bytearray的方法
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 = "9899" # 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"
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