1. Giới thiệu
Python là một ngôn ngữ lập trình mạnh mẽ cho việc xử lý chuỗi và được sử dụng trên toàn thế giới. Tuy nhiên, khi làm việc với tiếng Nhật hoặc các văn bản đa ngôn ngữ khác trong Python, việc chọn bộ mã ký tự đúng là rất quan trọng. Đặc biệt, UTF-8 hỗ trợ nhiều ngôn ngữ, bao gồm tiếng Nhật, và giảm nguy cơ văn bản bị lỗi hiển thị. Hướng dẫn này giải thích cách xử lý mã hoá UTF-8 trong Python và cung cấp các phương pháp thực tiễn để ngăn chặn văn bản bị lỗi. Nó bao phủ một loạt các chủ đề—từ những kiến thức cơ bản về mã hoá và giải mã đến cài đặt thao tác file, và bao gồm các lưu ý đặc thù cho Windows cũng như các giải pháp cho các lỗi thường gặp, để bạn có thể áp dụng trong thực tế.
2. Kiến thức cơ bản về mã hoá ký tự trong Python
Những nguyên tắc cơ bản của mã hoá ký tự
Mã hoá ký tự là quá trình chuyển đổi các ký tự thành dữ liệu mà máy tính có thể hiểu được. Ví dụ, ký tự ‘あ’ được mã hoá thành ba byte trong UTF-8 và được biểu diễn dưới dạng dữ liệu nhị phân. Trong Python, việc mã hoá và giải mã được thực hiện bằng kiểu str (chuỗi) và kiểu bytes (byte).
Mã hoá và giải mã trong Python
Trong Python, sử dụng phương thức encode() để mã hoá chuỗi và phương thức decode() để giải mã byte. Điều này cho phép chuyển đổi giữa dữ liệu văn bản và dữ liệu byte.
Ví dụ mã hoá
Ví dụ sau mã hoá một chuỗi sang UTF-8 và hiển thị nó dưới dạng dãy byte.
text = "Using UTF-8 in Python"
encoded_text = text.encode("utf-8")
print(encoded_text)
# Output: b'Pythonã§UTF-8ã使ã'
Ví dụ giải mã
Tiếp theo, đây là cách chuyển dãy byte đã được mã hoá UTF-8 trở lại chuỗi gốc.
decoded_text = encoded_text.decode("utf-8")
print(decoded_text)
# Output: Using UTF-8 in Python
Khi hiểu cách chuyển đổi giữa chuỗi và byte, bạn sẽ có thể xử lý mã hoá một cách chính xác. 
3. Xử lý UTF-8 trong Python
Chỉ định UTF-8 cho các thao tác file
Khi làm việc với file trong Python, nên chỉ định rõ ràng bộ mã UTF-8. Nếu không chỉ định bộ mã, Python sẽ sử dụng bộ mã mặc định phụ thuộc vào nền tảng, điều này có thể gây ra văn bản bị lỗi hiển thị.
Ví dụ: Ghi vào file
with open("sample.txt", "w", encoding="utf-8") as f:
f.write("Hello, Python!")
Ví dụ: Đọc từ file
with open("sample.txt", "r", encoding="utf-8") as f:
content = f.read()
print(content)
# Output: Hello, Python!
Việc chỉ định UTF-8 cho các thao tác file giúp ngăn ngừa văn bản bị lỗi trong nội dung đa ngôn ngữ, bao gồm cả tiếng Nhật.
Rủi ro khi quên chỉ định bộ mã
Nếu không chỉ định bộ mã, Python sẽ dùng bộ mã mặc định của hệ thống; trên Windows, thường là Shift_JIS, có thể gây ra văn bản bị lỗi. Khi thực hiện các thao tác file, hãy luôn nhớ chỉ định encoding="utf-8".
4. Lưu ý cho môi trường Windows
Trên Windows, bộ mã mặc định của hệ thống thường là Shift_JIS, và khi xử lý dữ liệu có tiếng Nhật, việc không chỉ định UTF-8 có thể dẫn đến văn bản bị lỗi. Ở đây chúng tôi giới thiệu các biện pháp khắc phục bằng chế độ UTF-8 (PEP 540) và biến môi trường.
Đặt biến môi trường PYTHONUTF8
Để buộc Python sử dụng mã hoá UTF-8 trên Windows, đặt biến môi trường PYTHONUTF8 thành “1”. Điều này khiến mọi thao tác file trong Python sử dụng UTF-8.
Cách đặt biến môi trường
- Mở hộp thoại Biến môi trường Từ hộp thoại “Chỉnh sửa biến môi trường”, thêm một biến mới.
- Thêm biến Đặt tên biến là “PYTHONUTF8” và giá trị là “1”.
Với cài đặt này, UTF-8 trở thành bộ mã mặc định, giảm nguy cơ văn bản bị lỗi trong các thao tác file.
5. Thay đổi bộ mã mặc định trong Python 3
Bắt đầu từ Python 3.7, chế độ UTF-8 có thể được bật bằng tùy chọn -X utf8 hoặc biến môi trường PYTHONUTF8. Khi được bật, Python sẽ sử dụng UTF-8 làm bộ mã mặc định bất kể bộ mã của hệ thống.
Bật chế độ UTF-8 bằng đối số dòng lệnh
python -X utf8 my_script.py
Lệnh này đảm bảo Python luôn sử dụng mã hoá UTF-8 và ngăn ngừa văn bản bị rối trên các môi trường khác nhau.
6. Nguyên nhân gây ra văn bản bị rối và cách khắc phục
Các nguyên nhân phổ biến gây ra văn bản bị rối
- Không khớp mã hoá
- Điều này xảy ra khi mã hoá của tệp khác với mã hoá được chỉ định trong Python.
- Lỗi mã hoá/giải mã
- Lỗi xảy ra khi bạn cố gắng giải mã dữ liệu được mã hoá bằng một mã hoá không phải UTF-8 dưới dạng UTF-8.
Cách xử lý lỗi mã hoá
Xử lý lỗi bằng cách sử dụng errors="ignore" và errors="replace"
# Ignore encoding errors
decoded_text = encoded_text.decode("utf-8", errors="ignore")
# Handle encoding errors by replacing
decoded_text = encoded_text.decode("utf-8", errors="replace")
Bạn có thể tránh các lỗi gây ra văn bản bị rối bằng cách sử dụng tùy chọn ignore để bỏ qua các ký tự gây vấn đề và tùy chọn replace để chèn các ký tự thay thế.
7. Tóm tắt
Việc xử lý UTF-8 trong Python một cách đúng đắn rất quan trọng để ngăn ngừa văn bản bị rối và đảm bảo việc xử lý dữ liệu nhất quán trên các nền tảng khác nhau. Bài viết này đã cung cấp hướng dẫn thực tế về các nguyên tắc cơ bản của mã hoá và giải mã trong Python, các biện pháp phòng ngừa khi làm việc với tệp, và cách bật chế độ UTF-8. Hãy sử dụng kiến thức này để cấu hình đúng mã hoá ký tự trong Python và hỗ trợ phát triển ứng dụng toàn cầu.
