⭐️Python内置函数ord()详解 ord()函数的基本用法 ord()函数与Unicode 注意事项 总结——《跟老吕学Python编程》

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Python内置函数ord()详解

1. 前言

1.1 Python内置函数概述

Python是一种高级的、解释型的编程语言，以其清晰的语法和代码可读性而闻名。Python的内置函数是Python语言的核心组成部分，它们提供了一组常用的操作，无需编写额外的代码即可直接使用。这些函数涵盖了从数学运算到字符串处理，再到文件操作等多种功能。内置函数是Python语言的基石，为开发者提供了快速、高效地处理日常编程任务的能力。

特点：

• 易用性：内置函数通常具有简洁的语法，使得它们易于理解和使用。
• 广泛性：它们覆盖了编程中的常见任务，如类型转换、数学计算、字符串操作等。
• 效率：由于是语言层面的实现，内置函数通常比自定义函数执行得更快。

示例：

• print()：输出信息到控制台。
• len()：返回对象的长度或项目数。
• range()：生成一个起始、结束和步长的数字序列。

1.2 ord()函数简介

ord()函数是Python中一个非常实用的内置函数，它用于获取字符的整数表示，即字符的ASCII值或Unicode码点。这个函数对于处理字符编码、进行字符与数字之间的转换、以及在某些算法实现中非常有用。

语法：

ord(c) 

• c：需要获取其整数值的单个字符。

返回值：

• 返回参数c的整数表示，如果c是一个多字符字符串，将抛出TypeError。

示例：

print(ord('A')) # 输出：65 print(ord('中')) # 输出：20013 

应用场景：

• 字符编码转换：将字符转换为其对应的编码值。
• 算法实现：在某些需要字符编码值的算法中使用。
• 国际化：处理Unicode字符，支持多语言文本。

ord()函数虽然简单，但其在Python编程中的应用却非常广泛，是理解和使用Python编码系统的关键。在接下来的章节中，我们将深入探讨ord()函数的更多细节和应用。

2. ord()函数基础

2.1 函数定义与语法

ord()函数在Python中用于获取单个字符的整数表示。这个函数定义简单，但功能强大，因为它可以处理任何单字符输入，并返回该字符在当前字符集中的整数值。

语法结构：

ord(c) 

这里，c 是一个单字符字符串，可以是ASCII字符、Unicode字符等。

函数定义：

• ord()函数接受一个参数c，这个参数必须是单个字符的字符串。如果c是一个多字符字符串，Python将抛出TypeError。

2.2 参数说明

• 参数：c
  • 类型：字符串（长度为1）
  • 描述：需要获取其整数值的单个字符。可以是任何语言的字符，包括但不限于英文字母、数字、标点符号、汉字等。

参数要求：

• 参数c必须是单字符，即长度为1的字符串。如果传入的字符串长度大于1，将无法正确执行函数并抛出错误。

2.3 返回值解释

• 返回类型：整数
• 描述：ord()函数返回的整数是传入字符c在当前字符集中的编码值。对于ASCII字符，这个值是ASCII码；对于Unicode字符，这个值是Unicode码点。

返回值示例：

• 对于ASCII字符，返回的整数值范围是0-127。
• 对于扩展的ASCII字符（如拉丁文扩展、希腊字母等），返回的整数值范围是128-255。
• 对于Unicode字符，返回的整数值范围从0开始，可以非常大，具体取决于字符。

示例：

print(ord('A')) # 输出：65，因为'A'是ASCII字符，其ASCII码是65。 print(ord('a')) # 输出：97，因为'a'是ASCII字符，其ASCII码是97。 print(ord('京')) # 输出：36864，这是一个Unicode字符，返回的是其Unicode码点。 

通过这些基础信息，开发者可以更好地理解ord()函数的工作原理，并在实际编程中有效地使用它。接下来，我们将探讨ord()函数的应用场景和示例。

3. ord()函数的应用场景

3.1 字符编码转换

字符编码转换是ord()函数的一个核心应用，尤其是在处理不同字符集之间的数据时。字符编码是计算机系统中表示文本字符的方式，不同的编码系统（如ASCII、UTF-8、UTF-16等）有不同的编码规则和范围。

• ASCII编码：对于ASCII字符，ord()函数返回的是一个0到127之间的整数，这对应于标准的ASCII码表。
• Unicode编码：对于Unicode字符，ord()函数返回的是字符的码点，这是一个范围更广的整数，可以表示世界上几乎所有语言的字符。

应用示例：

# ASCII字符编码转换 char_ascii = 'A' ascii_value = ord(char_ascii) print(f"The ASCII value of '{ 
     char_ascii}' is { 
     ascii_value}") # Unicode字符编码转换 char_unicode = '😊' unicode_value = ord(char_unicode) print(f"The Unicode code point of '{ 
     char_unicode}' is { 
     unicode_value}") 

3.2 字符串与数字之间的转换

ord()函数可以轻松实现字符串到数字的转换，这对于需要字符编码值进行数学运算或逻辑处理的场合非常有用。例如，在某些加密算法或哈希函数中，字符的数值可能需要参与计算。

• 转换为数字：使用ord()函数将字符转换为对应的整数值。
• 转换回字符串：使用chr()函数将整数值转换回对应的字符。

应用示例：

# 将字符转换为数字 char = 'B' number = ord(char) print(f"The number representation of '{ 
     char}' is { 
     number}") # 将数字转换回字符 char_again = chr(number) print(f"The character converted back from { 
     number} is '{ 
     char_again}'") 

3.3 Unicode字符集支持

Unicode字符集支持是ord()函数的另一个重要应用场景。Unicode旨在为世界上所有的书写系统提供一个唯一的编码，这使得ord()函数可以处理多种语言的字符。

• 多语言支持：ord()函数能够处理包括中文、日文、韩文、阿拉伯文等在内的多种语言字符。
• 国际化和本地化：在开发国际化软件时，ord()函数可以帮助开发者理解和处理不同语言的字符编码问题。

应用示例：

# Unicode字符处理 char_multilingual = '你好' for ch in char_multilingual: unicode_value = ord(ch) print(f"The Unicode code point of '{ 
     ch}' is { 
     unicode_value}") 

这些应用场景展示了ord()函数的多功能性和灵活性，无论是在字符编码转换、字符串与数字之间的转换，还是在支持Unicode字符集的国际化应用中，ord()都是一个不可或缺的工具。

4. 使用ord()函数的示例

4.1 基本使用示例

基本使用示例主要展示ord()函数如何获取单个字符的整数值。

示例代码：

# 获取单个英文字符的ASCII值 print(ord('A')) # 输出：65 # 获取单个数字字符的ASCII值 print(ord('0')) # 输出：48 # 获取单个特殊字符的ASCII值 print(ord('#')) # 输出：35 # 获取单个Unicode字符的码点 print(ord('🌟')) # 输出：，这是一个星星符号的Unicode码点 

4.2 与其他函数结合使用

ord()函数可以与其他函数结合使用，以实现更复杂的功能。

示例代码：

# 结合chr()函数进行字符和数字之间的转换 print(chr(ord('A'))) # 输出：A # 与enumerate()结合使用，获取字符串中每个字符的值和索引 s = "Hello" for index, char in enumerate(s): print(f"Index: { 
     index}, Character: '{ 
     char}', ASCII Value: { 
     ord(char)}") # 将ord()用于排序 characters = ['a', 'b', 'A', 'B'] sorted_characters = sorted(characters, key=ord) print(sorted_characters) # 输出：['A', 'B', 'a', 'b'] 

4.3 错误处理与边界情况

在使用ord()函数时，需要注意一些边界情况和错误处理。

示例代码：

# 错误处理：尝试获取多字符字符串的ord值 try: print(ord('AB')) # 这将抛出TypeError except TypeError as e: print(f"Error: { 
     e}") # 边界情况：获取空字符串的ord值 try: print(ord('')) # 空字符串将抛出ValueError except ValueError as e: print(f"Error: { 
     e}") # 边界情况：获取字符范围的上限 max_ascii = chr(127) # ASCII字符集的最大值 print(ord(max_ascii)) # 输出：127 # Unicode字符的边界情况 max_bmp = chr(0xFFFF) # Unicode基本多文种平面的上限 print(ord(max_bmp)) # 输出：65535 

这些示例展示了ord()函数在不同情况下的使用方式，包括基本用法、与其他函数的结合使用，以及如何处理可能出现的错误和边界情况。通过这些示例，开发者可以更深入地理解ord()函数的用法，并在实际编程中避免常见的错误。

5. 深入理解ord()函数

5.1 ASCII编码系统

ASCII（美国标准信息交换码）是一种字符编码标准，用于表示英语和其他西欧语言的字符。它最初于1963年发布，是最早的字符编码标准之一。

• 范围：ASCII编码包括128个字符，编号从0到127。
• 字符集：包括英文大小写字母、阿拉伯数字、标点符号以及一些控制字符。
• 特点：简单、易于实现，但只能表示基本的西欧语言字符。

示例：

# ASCII字符的ord值范围 for i in range(128): char = chr(i) if char.isprintable(): print(f"{ 
     i:3} - { 
     repr(char)}") 

5.2 Unicode编码系统

Unicode是一个旨在包含世界上所有书写系统的字符编码标准，它能够表示超过100,000个字符。

• 范围：Unicode编码的范围远远超过ASCII，它使用一个更大的整数空间来表示字符。
• 字符集：包括几乎所有现代和历史语言的字符，以及多种符号、表情符号等。
• 编码方案：Unicode使用UTF-8、UTF-16等多种编码方案来表示字符，其中UTF-8是最常见的，因为它与ASCII兼容且存储效率高。

示例：

# Unicode字符的多样性 print(ord('中')) # 汉字“中”的Unicode码点 print(ord('☕')) # 咖啡杯表情符号的Unicode码点 

5.3 ord()在Unicode中的应用

ord()函数在处理Unicode字符时，能够返回字符的Unicode码点，这对于国际化软件的开发至关重要。

• 国际化：ord()函数可以处理任何Unicode字符，使得Python程序能够处理多语言文本。
• 字符处理：在排序、搜索、过滤等操作中，ord()函数可以用来获取字符的数值，以进行比较或计算。
• 兼容性：在UTF-8编码中，ord()函数能够正确处理多字节字符。

示例：

# 使用ord()处理Unicode字符串 unicode_string = "Hello, 世界! 👋" for char in unicode_string: print(f"{ 
     repr(char)}: { 
     ord(char)}") # 处理多字节UTF-8字符 multibyte_char = '𝄞' # 音乐符号G clef print(f"{ 
     multibyte_char}: { 
     ord(multibyte_char)}") 

深入理解ASCII和Unicode编码系统对于使用ord()函数至关重要，特别是在开发需要处理多种语言和字符的应用程序时。通过这些示例，开发者可以更好地理解ord()函数在Unicode环境下的行为和应用。

6. ord()函数与其他函数的比较

6.1 与chr()函数的关系

chr()函数与ord()函数互为逆运算。ord()函数接收一个字符并返回它的整数表示，而chr()函数则接收一个整数并返回对应的字符。

• 互为逆运算：ord()和chr()可以互相转换，即ord(chr(i)) == i和chr(ord(c)) == c，其中i是整数，c是字符。
• 用途：chr()常用于将数字转换回字符，这在处理字符编码或进行字符映射时非常有用。

示例：

# 使用chr()和ord()进行互逆转换 number = 65 # ASCII码中的'A' char = chr(number) print(f"The character for ASCII 65 is '{ 
     char}' with ord value { 
     ord(char)}") # 验证互逆关系 assert ord(char) == number 

6.2 与encode()和decode()函数的比较

encode()和decode()函数用于在字符串和字节之间进行转换，而ord()函数用于获取单个字符的整数表示。

• encode()：将字符串转换为字节串，使用指定的编码（默认为UTF-8）。如果字符串包含无法编码的字符，则会抛出UnicodeEncodeError。
• decode()：将字节串解码为字符串，使用指定的编码。如果字节串包含无法解码的字节，则会抛出UnicodeDecodeError。

与ord()不同，encode()和decode()处理的是字符串的整体编码，而不是单个字符。

示例：

# 使用encode()和decode()进行字符串与字节的转换 original_string = "Hello, world!" encoded_string = original_string.encode('utf-8') print(f"Encoded: { 
     encoded_string}") decoded_string = encoded_string.decode('utf-8') print(f"Decoded: { 
     decoded_string}") # 与ord()的比较 for char in original_string: print(f"Character: { 
     char}, ord value: { 
     ord(char)}") 

ord()函数专注于单个字符的编码值，而encode()和decode()则处理整个字符串的编码转换。了解这些函数的区别对于处理文本数据和进行字符编码转换至关重要。

7. 高级应用

7.1 在加密算法中的应用

ord()函数在加密算法中可以用于字符到数值的转换，这在某些加密技术中非常有用。

• 字符到数值的映射：在某些加密算法中，字符通过ord()函数转换为数值，以便于进行数学运算。
• 散列函数：在散列函数中，字符的数值可能用于计算散列值，ord()函数在这类应用中扮演着重要角色。

示例：

# 简单的字符加密示例 def simple_encryption(text, shift): encrypted_text = "" for char in text: new_ord = (ord(char) - ord('A') + shift) % 26 + ord('A') encrypted_text += chr(new_ord) return encrypted_text # 加密"HELLO"，偏移量为3 print(simple_encryption("HELLO", 3)) 

7.2 在文本处理中的应用

在文本处理中，ord()函数可以用于字符分析、排序和过滤等操作。

• 字符分析：通过ord()函数获取字符的数值，可以分析文本中的字符分布。
• 排序：在自定义排序中，ord()函数可以用来获取字符的数值，以实现基于数值的排序。

示例：

# 文本中的字符频率分析 text = "Example text for character frequency analysis." frequency = { 
   } for char in text: if char.isalpha(): char_ord = ord(char.lower()) frequency[char_ord] = frequency.get(char_ord, 0) + 1 print(frequency) 

7.3 在网络编程中的应用

在网络编程中，ord()函数可以用于处理网络协议中的字符编码问题。

• 协议解析：在解析网络协议时，ord()函数可以帮助将字节流中的字符转换为数值，以便于进一步处理。
• 数据转换：在发送或接收数据时，ord()函数可以用于将字符转换为数值，以符合特定的协议要求。

示例：

# 模拟网络数据的解析 def parse_network_data(data): parsed_data = [] for byte in data: parsed_data.append(ord(byte)) return parsed_data # 假设接收到的网络数据 network_data = b"\x01\x02\x03\x04" parsed_data = parse_network_data(network_data) print(parsed_data) 

ord()函数的高级应用展示了其在不同编程领域的广泛用途，从加密算法到文本处理，再到网络编程，ord()都是一个强大的工具。通过这些示例，开发者可以更好地理解ord()函数的高级用法，并将其应用于实际的编程挑战中。

8. 常见问题与解答

8.1 ord()函数的常见误区

在使用ord()函数时，开发者可能会遇到一些常见的误区：

• 误区一：认为ord()只能处理ASCII字符。实际上，ord()可以处理任何Unicode字符，包括但不限于汉字、表情符号等。
• 误区二：尝试对多字符字符串使用ord()。ord()函数只能接受单个字符作为参数，对多字符字符串使用将抛出TypeError。
• 误区三：期望ord()返回的数值与字符的显示顺序一致。对于Unicode字符，ord()返回的数值（码点）可能与字符在视觉上的顺序不一致。

示例：

# 误区演示 try: print(ord("AB")) # 错误：传入了多字符字符串 except TypeError as e: print(f"Caught an error: { 
     e}") # 正确的使用方式 print(ord("A")) # 正确：传入单个字符 

8.2 性能考量

在考虑使用ord()函数时，性能也是一个重要的因素：

• 性能因素一：ord()是一个内置函数，其执行速度非常快，适合在性能敏感的应用中使用。
• 性能因素二：在循环或大量数据处理中使用ord()时，应避免不必要的函数调用，以减少性能开销。
• 性能因素三：在处理大量字符转换时，可以考虑使用列表推导式或其他高效的数据处理方法，以提高性能。

示例：

# 高效的字符处理 text = "Hello, World!" char_values = [ord(char) for char in text if char.isalpha()] print(char_values) 

8.3 兼容性问题

在使用ord()函数时，兼容性问题可能包括：

• 兼容性问题一：在不同Python版本之间，ord()函数的行为保持一致，但某些字符的Unicode码点可能在Unicode标准更新后发生变化。
• 兼容性问题二：在处理非标准或自定义字符集时，ord()函数可能无法正确处理，因为它们可能不在Unicode标准之内。
• 兼容性问题三：在跨平台开发中，需要确保所有平台上的Python环境都能够正确处理Unicode字符。

示例：

# 兼容性考虑 # 假设我们有一个自定义的特殊字符集 custom_char = "☺" try: print(ord(custom_char)) # 如果字符集支持，将输出该字符的Unicode码点 except UnicodeEncodeError as e: print(f"Custom character is not supported: { 
     e}") 

通过了解这些常见问题和性能考量，开发者可以更加有效地使用ord()函数，并避免在实际编程中遇到不必要的问题。同时，确保在开发过程中考虑到兼容性问题，以提高代码的可移植性和稳定性。

9. 实战演练

9.1 练习题

以下是一些关于ord()函数的实战练习题，旨在帮助读者加深对这个函数的理解和应用。

练习题1：编写一个Python函数，该函数接收一个字符串作为参数，并返回字符串中每个字符的ord()值列表。

练习题2：创建一个程序，它将用户输入的字符串转换为对应的ord()值序列，并打印出来。

练习题3：实现一个简单的凯撒密码（Caesar cipher）程序，用户输入一个字符串和一个偏移量，程序输出加密后的字符串。使用ord()和chr()函数来实现字符的偏移。

练习题4：写一个函数，检查输入的字符串是否为回文。使用ord()函数将字符串中的每个字符转换为小写（或大写），以实现不区分大小写的比较。

练习题5：开发一个程序，它读取一个文本文件，统计并打印出文件中每个字符出现的频率。

9.2 练习题解答

以下是上述练习题的参考答案。

练习题1解答：

def get_ord_values(s): return [ord(char) for char in s] # 示例使用 input_string = "Hello, World!" print(get_ord_values(input_string)) 

练习题2解答：

def print_ord_sequence(): user_input = input("Enter a string: ") ord_sequence = [ord(char) for char in user_input] print("The ord() values are:", ord_sequence) # 调用函数 print_ord_sequence() 

练习题3解答：

def caesar_cipher(text, shift): encrypted_text = "" for char in text: if char.isalpha(): new_ord = ord(char) + shift if char.islower(): new_ord %= 122 - 97 + 1 # 'z' - 'a' + 1 else: new_ord %= 90 - 65 + 1 # 'Z' - 'A' + 1 encrypted_text += chr(new_ord) else: encrypted_text += char return encrypted_text # 示例使用 original_text = "Hello, World!" shift_amount = 3 print("Encrypted text:", caesar_cipher(original_text, shift_amount)) 

练习题4解答：

def is_palindrome(s): cleaned_s = "".join([char.lower() for char in s if char.isalnum()]) return cleaned_s == cleaned_s[::-1] # 示例使用 input_string = "A man, a plan, a canal, Panama" print("Is the string a palindrome?", is_palindrome(input_string)) 

练习题5解答：

from collections import Counter def character_frequency(filename): with open(filename, 'r', encoding='utf-8') as file: text = file.read() char_freq = Counter(text) return char_freq # 示例使用 filename = "example.txt" frequency = character_frequency(filename) for char, freq in frequency.items(): print(f"Character: { 
     char}, Frequency: { 
     freq}") 

这些练习题和解答旨在帮助读者通过实践来掌握ord()函数的用法，并能够将其应用于解决实际问题。

10. 总结

10.1 ord()函数的重要性

ord()函数在Python编程中扮演着至关重要的角色，其重要性主要体现在以下几个方面：

• 字符与整数的桥梁：ord()提供了一种将字符转换为整数的方法，这对于需要字符编码值进行数学运算或逻辑处理的场景非常有用。
• 编码系统的理解：通过ord()函数，开发者可以更深入地理解字符编码，尤其是Unicode编码系统，这对于处理国际化软件和多语言文本至关重要。
• 算法实现：在某些算法中，字符的数值表示可能用于散列、加密或排序等操作，ord()函数是实现这些功能的关键。
• 错误处理和调试：了解如何正确使用ord()可以帮助开发者避免常见的编码错误，简化调试过程。

10.2 学习资源推荐

为了进一步深入学习ord()函数以及与之相关的Python编程知识，以下是一些推荐的学习资源：

• 官方文档：Python的官方文档是学习任何内置函数的首选资源，包括ord()函数。
• 在线教程：有许多在线平台提供Python编程的教程和课程，如Codecademy、Coursera和edX。
• 技术书籍：一些深入探讨Python编程的书籍，如《Fluent Python》（作者：Luciano Ramalho）和《Python Cookbook》（作者：David Beazley 和 Brian K. Jones），提供了对Python高级特性的深入解释。
• 社区论坛：参与Python社区，如Stack Overflow和Reddit的Python版块，可以与其他开发者交流心得，解决具体问题。
• 编码标准文档：了解ASCII和Unicode编码标准，可以通过阅读相关的Unicode标准文档来加深理解。

通过利用这些资源，开发者可以不断提升自己的Python编程技能，更好地掌握ord()函数以及其他Python内置函数的高级用法。

11. 附录

11.1 Python内置函数列表

Python的内置函数是编写高效、简洁代码的基础。以下是一些常用的Python内置函数列表，这些函数覆盖了从基本的数学运算到高级的数据结构操作等多个方面：

• 数学运算：
  • abs()：获取数的绝对值。
  • round()：四舍五入到指定的小数位数。
  • pow()：求幂。
• 类型转换：
  • int()：转换为整数。
  • float()：转换为浮点数。
  • str()：转换为字符串。
• 序列操作：
  • len()：获取序列的长度。
  • list()：将可迭代对象转换为列表。
  • tuple()：将可迭代对象转换为元组。
• 字符串操作：
  • str.lower()：将字符串转换为小写。
  • str.upper()：将字符串转换为大写。
  • str.strip()：移除字符串两端的空白字符。
• 集合操作：
  • set()：创建一个集合。
  • frozenset()：创建一个不可变集合。
  • set.add()：向集合添加元素。
• 字典操作：
  • dict()：创建一个字典。
  • dict.get(key, default)：获取字典中键对应的值，如果键不存在则返回默认值。
• 迭代器和生成器：
  • iter()：返回对象的迭代器。
  • next()：获取迭代器的下一个项。
• 文件和输入/输出：
  • open()：打开文件并返回文件对象。
  • print()：打印输出。
• 异常处理：
  • try：尝试执行代码块。
  • except：捕获并处理异常。
• 其他：
  • help()：获取对象的帮助信息。
  • dir()：列出对象的属性和方法。

11.2 Unicode字符集概览

Unicode字符集是一个全球统一的字符编码标准，旨在为世界上所有的书写系统提供一个唯一的编码。以下是Unicode字符集的一些关键点：

• 统一编码：Unicode提供了一个统一的编码系统，可以表示超过100,000个不同的字符。
• 字符平面：Unicode字符集分为不同的平面，每个平面包含65,536个码点。基本多文种平面（BMP）是第一个平面，包含了大多数常用字符。
• 编码方案：
  • UTF-8：一种变长编码方案，每个字符可以是1到4个字节。
  • UTF-16：一种变长编码方案，使用2个或4个字节表示字符。
  • UTF-32：一种固定长度的编码方案，每个字符总是4个字节。
• 兼容性：Unicode设计时考虑了与其他编码系统的兼容性，特别是ASCII编码。
• 国际化：Unicode字符集支持多语言文本，使得国际化软件的开发成为可能。
• 字符属性：Unicode为每个字符分配了属性，如字母、标点、控制字符等，这些属性可以通过Python的unicodedata模块访问。
• 字符表示：在Python中，字符串是Unicode字符的序列，可以使用ord()函数获取字符的Unicode码点。

通过了解Unicode字符集的基本概念和特性，开发者可以更好地处理多语言文本，并利用Python的内置函数来实现复杂的文本操作。