Python 庫手冊：codecs 字符編碼模塊

Python 的 codecs 模塊是專為處理不同字符編碼（如 UTF-8、GBK、ISO-8859 等）而設計的標準庫。它支持文本文件的編碼轉換、流式讀寫、字符解碼與編碼操作，可作為 open() 的編碼增強版本，尤其適用于處理跨平臺、跨語言環境下的多語言文本文件。

常見應用場景：

（1）讀寫帶特定編碼的文本文件（如 GBK 編碼的中文文件）。

（2）將字符串編碼為字節，或將字節解碼為字符串。

（3）自定義注冊解碼器或編碼器，用于特殊格式。

（4）用于早期 Python 版本中不支持 encoding 參數的文件讀寫。

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核心概念

1、codecs.open() 是替代內建 open() 的編碼安全版本，適合處理非 UTF-8 文件。

2、encode() 與 decode() 分別是從字符串到字節、從字節到字符串的操作。

3、支持大量內置編碼器，如：utf-8、gbk、big5、latin-1 等。

4、可用于自定義編碼器注冊機制。

5、codecs.StreamReaderWriter 可實現雙向流式轉換。

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應用舉例

例 1： 讀取 GBK 編碼的文本文件

import codecs

with codecs.open("example_gbk.txt", mode="r", encoding="gbk") as f:
    content = f.read()
    print(content)

例 2：以 UTF-8 編碼寫入文本文件

import codecs

with codecs.open("output_utf8.txt", mode="w", encoding="utf-8") as f:
    f.write("你好，世界！Hello, World!")

例 3：將字符串編碼為字節，再解碼為字符串

import codecs

text = "編碼測試"
# 編碼為 utf-8 字節
encoded = text.encode("utf-8")
print(encoded)  # b'\xe7\xbc\x96\xe7\xa0\x81\xe6\xb5\x8b\xe8\xaf\x95'

# 解碼為原始字符串
decoded = encoded.decode("utf-8")
print(decoded)  # 編碼測試

例 4：使用 codecs.encode / decode 方法

import codecs

s = "漢字"
b = codecs.encode(s, encoding="utf-8")
print(b)  # b'\xe6\xb1\x89\xe5\xad\x97'

s2 = codecs.decode(b, encoding="utf-8")
print(s2)  # 漢字

例 5：列出 Python 支持的所有編碼格式

import encodings

print(sorted(set(encodings.aliases.aliases.values())))

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常用函數速覽

codecs.BOM_*

一系列常量（如 BOM_UTF8, BOM_UTF16_BE）用于檢測或寫入帶 BOM 的文件頭字節。

適用于判斷或生成 UTF 編碼文件頭。

codecs.decode(obj, encoding='utf-8', errors='strict')

將字節對象 obj 按指定編碼解碼為字符串。

參數：

obj：字節串（bytes 或 bytearray）

encoding：字符編碼名稱，如 utf-8

errors：錯誤處理方式（默認 "strict"）

返回：解碼后的字符串

codecs.encode(obj, encoding='utf-8', errors='strict')

將字符串對象 obj 按指定編碼編碼為字節串。

參數：

obj：字符串（str）

encoding：目標編碼名稱

errors：錯誤處理方式

返回：字節對象（bytes）

codecs.getencoder(encoding)

返回一個函數，該函數可將字符串編碼為指定編碼的字節串。

參數：encoding 字符集名稱

返回：編碼函數

codecs.getdecoder(encoding)

返回一個函數，該函數可將字節串解碼為字符串。

參數：編碼名稱

返回：解碼函數

codecs.open(filename, mode='r', encoding=None, errors='strict', buffering=-1)

用于打開帶編碼格式的文件，等價于 open() 的增強版本。

參數：

filename：文件路徑

mode：文件模式，如 'r', 'w'

encoding：指定編碼（如 'utf-8', 'gbk'）

errors：錯誤處理方式

返回：文件對象

codecs.lookup(encoding)

查找并返回一個 CodecInfo 對象，包含編解碼器信息。

參數：編碼名稱

返回：CodecInfo 對象，可訪問 .encode, .decode 方法等

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補充說明

1、codecs.open() 在 Python 3 中功能大部分已被內建 open(..., encoding=...) 取代，但在跨平臺兼容場景下仍常用。

2、處理壓縮文件或網絡流時，可結合 codecs.StreamReaderWriter 實現編碼轉換。

3、可通過 codecs.register() 注冊自定義編碼器，創建自己的文本編碼方案（進階用法）。

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