Работа с байтами в Python

Введение

Байты (bytes) — это фундаментальный тип данных в Python для работы с бинарной информацией. Они используются для чтения и записи файлов, сетевого взаимодействия, обработки кодировок и передачи данных между системами.

В этой статье мы разберемся, как создавать и преобразовывать байтовые объекты, кодировать и декодировать строки, работать с бинарными данными и использовать встроенные методы Python для эффективной работы с байтами.

Если вы хотите детальнее изучить работу с бинарными и текстовыми данными в Python — приходите на наш курс Основы Python. На курсе 209 уроков и 34 упражнения, AI-тренажеры для практики с кодом и задачами 24/7, решение задач с живым ревью наставника, еженедельные встречи с менторами.

Создание байтовых объектов

# Прямое создание
b1 = b"Hello"
print(b1)  # b'Hello'

# Из списка чисел (значения 0-255)
b2 = bytes([72, 101, 108, 108, 111])
print(b2)  # b'Hello'

# Из строки с указанием кодировки
b3 = "Привет".encode("utf-8")
print(b3)  # b'\xd0\x9f\xd1\x80\xd0\xb8\xd0\xb2\xd0\xb5\xd1\x82'

Декодирование байтов

Для преобразования байтов обратно в строки используется decode:

text = b3.decode("utf-8")
print(text)  # Привет

Неправильная кодировка вызовет UnicodeDecodeError, поэтому важно использовать правильный формат.

Работа с отдельными байтами

Байтовый объект ведет себя как последовательность чисел:

b = b"Python"
print(b[0])   # 80 (ASCII код символа 'P')
print(b[:3])  # b'Pyt'

Можно применять срезы и конкатенацию:

b_new = b[:3] + b" 3.11"
print(b_new)  # b'Pyt 3.11'

Изменяемые байтовые массивы — bytearray

bytes неизменяемы, но есть bytearray для модификаций:

ba = bytearray(b"Hello")
ba[0] = 74  # ASCII код 'J'
print(ba)   # bytearray(b'Jello')

ba.append(33)
print(ba)   # bytearray(b'Jello!')

Чтение и запись бинарных файлов

# Запись байтов в файл
with open("example.bin", "wb") as f:
    f.write(b"Python 3.11")

# Чтение байтов из файла
with open("example.bin", "rb") as f:
    data = f.read()
    print(data)  # b'Python 3.11'

Частые ошибки

• Попытка изменить объект bytes напрямую → TypeError.
• Декодирование байтов с неправильной кодировкой → UnicodeDecodeError.
• Присваивание чисел >255 в bytearray → ValueError.

Часто задаваемые вопросы

1. В чем разница bytes и bytearray? bytes — неизменяемый тип, bytearray — изменяемый, поддерживает методы .append(), .extend() и модификацию по индексу.

2. Как преобразовать список чисел в байты?

numbers = [65, 66, 67]
b = bytes(numbers)

3. Можно ли конкатенировать bytes и str? Нет, сначала строку нужно закодировать в байты:

b = b"Hello" + " World".encode("utf-8")

4. Как получить длину байтового объекта?

len(b)  # количество байтов

Заключение

Байты и bytearray — основа работы с бинарными данными в Python, необходимая для чтения и записи файлов, сетевого взаимодействия и обработки текстовых кодировок. Правильное кодирование, декодирование и использование методов позволяет эффективно управлять бинарной информацией и интегрировать её с текстовыми данными.

Для системного изучения работы с байтами, кодировками и текстовыми данными в Python рекомендую пройти курс Основы Python. В первых 3 модулях уже доступно бесплатное содержание — начните погружаться в мир Python прямо сегодня.