前言
据说，每个做 Python 开发的都被字符编码的问题搞晕过，最常见的错误就是 UnicodeEncodeError、UnicodeDecodeError，你好像知道怎么解决，遗憾的是，错误又出现在其它地方，问题总是重蹈覆辙，str 到 unicode 之间的转换用 decode 还是 encode 方法还特不好记，老是混淆，问题究竟出在哪里？
为了弄清楚这个问题，我决定从 python 字符串的构成以及字符编码的细节上进行深入浅出的分析。
字节与字符
计算机存储的一切数据，文本字符、图片、视频、音频、软件都是由一串01的字节序列构成的，一个字节等于8个比特位。
而字符就是一个符号，比如一个汉字、一个英文字母、一个数字、一个标点都可以称为一个字符。
字节方便存储和网络传输，而字符用于显示，方便阅读。例如字符 “p” 存储到硬盘是一串二进制数据 01110000，占用一个字节的长度。
编码与解码
我们用编辑器打开的文本，看到的一个个字符，最终保存在磁盘的时候都是以二进制字节序列形式存起来的。那么从字符到字节的转换过程就叫做编码（encode），反过来叫做解码（decode），两者是一个可逆的过程。编码是为了存储传输，解码是为了方便显示阅读。
例如字符 “p” 经过编码处理保存到硬盘是一串二进制字节序列 01110000 ，占用一个字节的长度。字符 “禅” 有可能是以 “11100111 10100110 10000101” 占用3个字节的长度存储，为什么说是有可能呢？这个放到后面再说。
Python 的编码为什么那么蛋疼？当然，这不能怪开发者。
这是因为 Python2 使用 ASCII 字符编码作为默认编码方式，而 ASCII 不能处理中文，那么为什么不用 UTf-8 呢？因为 Guido 老爹为 Python 编写第一行代码是在1989年的冬天，1991年2月正式开源发布了第一个版本，而 Unicode 是1991年10月发布的，也就是说 Python 这门语言创立的时候 UTF-8 还没诞生，这是其一。
Python 把字符串的类型还搞成两种，unicode 和 str ，以至于把开发者都弄糊涂了，这是其二。python3 彻底把 字符串重新改造了，只保留一种类型，这是后话，以后再说。
str与unicode
Python2 把字符串分为 unicode 和 str 两种类型。本质上 str 是一串二进制字节序列，下面的示例代码可以看出 str 类型的 “禅” 打印出来是十六进制的 \xec\xf8 ，对应的二进制字节序列就是‘11101100 11111000’。
>>> s = '禅'
>>> s
'\xec\xf8'
>>> type(s)
<type 'str'>
而 unicode 类型的 u “禅” 对应的 unicode 符号是 u ‘\u7985’
>>> u = u"禅"
>>> u
u'\u7985'
>>> type(u)
<type 'unicode'>
我们要把 unicode 符号保存到文件或者传输到网络就需要经过编码处理转换成 str 类型，于是 python 提供了 encode 方法，从 unicode 转换到 str，反之亦然。
编码
>>> u = u"禅"
>>> u
u'\u7985'
>>> u.encode("utf-8")
'\xe7\xa6\x85'
解码
>>> s = "禅"
>>> s.decode("utf-8")
u'\u7985'
>>>
不少初学者怎么也记不住 str 与 unicode 之间的转换用 encode 还是 decode，如果你记住了 str 本质上其实是一串二进制数据，而 unicode 是字符（符号），编码（encode）就是把字符（符号）转换为 二进制数据的过程，因此 unicode 到 str 的转换要用 encode 方法，反过来就是用 decode 方法。
清楚了 str 与 unicode 之间的转换关系之后，我们来看看什么时候会出现 UnicodeEncodeError、UnicodeDecodeError 错误。
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单码编码错误
UnicodeEncodeError 发生在 unicode 字符串转换成 str 字节序列的时候，来看一个例子，把一串 unicode 字符串保存到文件
# -*- coding:utf-8 -*-
def main():
name = u'Python之禅'
f = open("output.txt", "w")
f.write(name)
错误日志
UnicodeEncodeError: ‘ascii’ codec can’t encode characters in position 6-7: ordinal not in range(128)
为什么会出现 UnicodeEncodeError？
因为调用 write 方法时，Python 会先判断字符串是什么类型，如果是 str，就直接写入文件，不需要编码，因为 str 类型的字符串本身就是一串二进制的字节序列了。
如果字符串是 unicode 类型，那么它会先调用 encode 方法把 unicode 字符串转换成二进制形式的 str 类型，才保存到文件，而 encode 方法会使用 python 默认的 ascii 码来编码。
相当于：
>>> u"Python之禅".encode("ascii")
但是，我们知道 ASCII 字符集中只包含了128个拉丁字母，不包括中文字符，因此 出现了 ‘ascii’ codec can’t encode characters 的错误。要正确地使用 encode ，就必须指定一个包含了中文字符的字符集，比如：UTF-8、GBK。
>>> u"Python之禅".encode("utf-8")
'Python\xe4\xb9\x8b\xe7\xa6\x85'
>>> u"Python之禅".encode("gbk")
'Python\xd6\xae\xec\xf8'
所以要把 unicode 字符串正确地写入文件，就应该预先把字符串进行 UTF-8 或 GBK 编码转换。
def main():
name = u'Python之禅'
name = name.encode('utf-8')
with open("output.txt", "w") as f:
f.write(name)
然，把 unicode 字符串正确地写入文件不止一种方式，但原理是一样的，这里不再介绍，把字符串写入数据库，传输到网络都是同样的原理
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