Python10 行代碼加密文件

——三節(jié)課讓你弄清自己到底適不適合學習編程

針對人群： 零基礎想學習 python，又怕自己學不會，懷疑自己是不是適合學習編程的童鞋。

這一節(jié)課主要是掃盲，很多同學可能連 python 運行環(huán)境都沒有搭建好。

python 運行環(huán)境搭建

python 是一門解釋型編程語言，python 代碼是通過 python 解釋器解釋后交給計算機執(zhí)行的。

所以 python 運行環(huán)境的搭建主要是安裝 python 解釋器。

python 版本區(qū)別

目前 python 有兩個大的版本，2.X 和 3.X。2.X 是遺產(chǎn)，3.X 是未來。除非特殊情況，新手建議學習 3.X。

下載安裝 python 解釋器

訪問 python 官網(wǎng)，下載解釋器安裝包。

注意按照操作系統(tǒng)下載對應版本。

下載后雙擊安裝文件會出現(xiàn)如下界面

記得勾選添加環(huán)境變量，然后就是下一步下一步，一般情況下都會正常安裝成功。

cmd 命令行工具

全黑的窗口，滿屏的像瀑布一樣流動的英文，這是電影中黑客出場的畫面。

cmd 命令行工具就滿足這個要求，在 windows 系統(tǒng)中，win 鍵 +R 鍵彈出運行窗口

輸入 cmd 確定就會打開命令行工具。

一般情況會打開如下窗口

不同版本，可能會有配色的不同，但功能一致。

其實這就是一個名字為 cmd.exe 的程序，感興趣的同學可以在電腦中找下它的位置。

它有一個很重要的作用就是能夠通過程序名自動調(diào)用對應的程序，而不需要去找到可執(zhí)行文件雙擊執(zhí)行。

例如，可以在命令行鍵入 notepad 回車，你會發(fā)現(xiàn)居然打開了記事本。

那是因為記事本這個程序的程序名就是 notepad.exe，機靈的小可愛就會聯(lián)想 QQ 的程序名是 qq.exe 那么，那么在命令行中輸入 QQ 是不是也可以打開 QQ 呢？

結果多半如下：

這是為什么呢？

其實 cmd 在接收到用戶輸入的命令后，會去電腦中搜索同名的程序或者批處理等文件，但是為了效率，它不會查找每個文件夾。

那它會去哪些文件夾中搜索呢？

環(huán)境變量

環(huán)境變量其實是一系列常用程序所在路徑的集合，記事本程序的路徑存在默認的環(huán)境變量中所以可以通過命令行打開，QQ 程序的路徑不在環(huán)境變量中，所以打不開。

windows 系統(tǒng)設置環(huán)境變量的步驟如下：
右鍵【我的電腦】-【屬性】-【高級系統(tǒng)設置】-【環(huán)境變量】

在用戶變量中找到環(huán)境變量 path，如果沒有就新建一個 path 變量。

點擊編輯，將 QQ 程序路徑添加到 path 中。

然后重新打開命令行工具應用新的環(huán)境變量，再次鍵入 qq 你就可以打開 QQ 啦。

如果在安裝 python 解釋器的時候忘記勾選添加環(huán)境變量，也可以通過手動設置環(huán)境變量，然后在命令行中就可以運行 python 命令啦。

在命令行中鍵入 python 命令，出現(xiàn)如下窗口表示運行環(huán)境搭建成功。

python 代碼的運行

python 代碼的運行方式有兩種：

交互式

在命令行窗口輸入命令

python

進入 python 解釋器交互式客戶端，在窗口中輸入任意 python 代碼，客戶端窗口都會立即返回運行結
果，當關閉客戶端窗口后，代碼不會保存。這種方式一般用來進行測試，不是正式的運行方式。

腳本式

任意文本編輯工具都可以進行 python 代碼的編寫 ，在桌面新建一個文本文檔，寫入如下代碼

print('hello world')

然后保存（盡量不要使用記事本直接編輯代碼）。現(xiàn)在這個文本文檔就是一個 python 的源代碼文件，通
常稱為 python 腳本文件，通常我們會將 python 腳本文件的后綴改為 .py 。

python 代碼本質(zhì)上是通過 python 解釋器解釋成機器碼后交由計算機執(zhí)行的。

在命令行輸入命令

python 腳本文件路徑

就可以運行對應的腳本代碼。

文件概述

什么是文件

計算機文件是一個存儲在存儲器上的數(shù)據(jù)序列，可以包含任何數(shù)據(jù)內(nèi)容。概念上，文件是數(shù)據(jù)的集合和抽象。用文件形式組織和表達數(shù)據(jù)更有效也更為靈活。文件包括兩種類型：文本文件和二進制文件。

文件本質(zhì)上都是存儲在存儲器上的二進制數(shù)據(jù)。

使用 HexEditor 可以以 16 進制的方式打開任何文件。

特別的是文本文件遵循統(tǒng)一的字符編碼，在打開時，計算機會根據(jù)字符編碼解析成編碼表上對應的字符。

二進制文件和文本文件本質(zhì)上沒有區(qū)別，只是沒有統(tǒng)一的編碼，需要根據(jù)特定的程序進行解析和運行。

無論是文本文件還是二進制文件都可以用"文本文件方式"和"二進制文件方式"打開，打開后的操作不同。

字符編碼

計算機底層只能表示二進制信息，不能直接表示文字。計算機顯示給我們看的文字可以看做是很小的一張張字符的圖片。但如果文字都以圖片進行存儲和傳輸，圖片體積非常大，從而效率會變得很低。

所以計算機科學家將這些單個字符圖片放到一個文件中，這個文件就是字體文件。再給每個字符一個編號，存儲傳輸時就用字符的編號。這個編號表就是字符編碼(簡單這么理解)。

文本文件存儲的就是每個字符的編號，計算機在打開文本文件時，會根據(jù)指定的編碼，去編碼表中查詢一個一個的字符，再渲染給用戶。

ascii 碼

因為歷史原因，字符編碼有很多。最先發(fā)明的是 ascii 碼。

總共 127 個字符，因此使用一個字節(jié)（8 位二進制）來表示，也即是一個字符占一個字節(jié)的大小。

在記事本中鍵入 abc123+-*/，然后使用 HexEditor 打開后發(fā)現(xiàn)跟上面的編碼表是一致的。

gb2312

可以看到 ascii 碼里只有英文字母和常見字符，沒有中文，以及世界上其他國家的文字。隨著計算機的發(fā)展，各國都創(chuàng)建了自己國家的計算機字符編碼。

1980 年中國發(fā)布了 gb2312, GB2312 是一個簡體中文字符集，由 6763 個常用漢字和 682 個全角的非漢字字符組成。

gb2312 使用兩個字節(jié)表示一個漢字。

通過字符串的 encode 方法可以根據(jù)字符編碼進行編碼

'中'.encode('gb2312')

b'\xd6\xd0'

gbk

GB2312 的出現(xiàn)，基本滿足了漢字的計算機處理需要，但對于人名、古漢語等方面出現(xiàn)的罕用字，GB 2312 不能處理，這導致了后來 GBK 及 GB18030 漢字字符集的出現(xiàn)。

GBK 即漢字內(nèi)碼擴展規(guī)范，K 為擴展的漢語拼音中“擴”字的聲母。GBK 編碼標準兼容 GB2312，共收錄漢字 21003 個、符號 883 個，并提供 1894 個造字碼位，簡、繁體字融于一庫。

gbk 也是使用兩個字節(jié)表示一個漢字。

'中'.encode('gbk')

b'\xd6\xd0'

'囙'.encode('gb2312')

UnicodeEncodeError Traceback (most recent call last)

in
----> 1 '囙'.encode('gb2312')

UnicodeEncodeError: 'gb2312' codec can't encode character '\u56d9' in position 0: illegal multibyte sequence

'囙'.encode('gbk')

b'\x87\xe0'

unicode

世界上存在著多種編碼方式，同一個編碼值，在不同的編碼體系里代表著不同的字。要想打開一個文本文件，不但要知道它的編碼方式，還要安裝有對應編碼表，否則就可能無法讀取或出現(xiàn)亂碼。

我上大學時玩電腦游戲最大的問題就是亂碼。

以日文的編碼方式創(chuàng)建一個文本文件寫入 やめて，然后用記事本打開會顯示如下：

這個問題促使了 unicode 碼的誕生。

unicode 將世界上所有的符號都納入其中，無論是英文、日文、還是中文等，大家都使用這個編碼表，就不會出現(xiàn)編碼不匹配現(xiàn)象。每個符號對應一個唯一的編碼，亂碼問題就不存在了。

Unicode 固然統(tǒng)一了編碼方式，但是它的效率不高，比如 UCS-4(Unicode 的標準之一)規(guī)定用 4 個字節(jié)存儲一個符號，那么每個英文字母前都必然有三個字節(jié)是 0，這對存儲和傳輸來說都很耗資源。

將之前寫有 abc123+-*\ 的文件用記事本另存為 unicode 會發(fā)現(xiàn)文件的體積大了一倍。(本來應該是 4 倍，windows 做了優(yōu)化)

utf-8

為了提高 Unicode 的編碼效率，于是就出現(xiàn)了 UTF-8 編碼。UTF-8 可以根據(jù)不同的符號自動選擇編碼的長短。比如英文字母可以只用 1 個字節(jié)就夠了。"漢"字的 Unicode 編碼是 U+00006C49，然后把 U+00006C49 通過 UTF-8 編碼器進行編碼，最后輸出的 UTF-8 編碼是 E6B189。utf-8 中漢字使用 3 個字節(jié)存儲。

'a'.encode('utf-8')

b'a'

'中'.encode('utf-8')

b'\xe4\xb8\xad'
注意為了統(tǒng)一 python3 在內(nèi)存中所有的字符都采用 unicode。

本文作者為檸檬班心藍老師，轉(zhuǎn)載請注明出處。