URL编码_解码详解

当 URL 路径或者查询参数中，带有中文或者特殊字符的时候，就需要对 URL 进行编码（采用十六进制编码格式）。URL 编码的原则是使用安全字符去表示那些不安全的字符。
安全字符:指的是没有特殊用途或者特殊意义的字符。

URL基本组成

URL 是由一些简单的组件构成，比如协议、域名、端口号、路径和查询字符串等，示例如下：
http://www.zakcomy.net/index?param=10 路径和查询字符串之间使用问号?隔开。上述示例的域名为 www.zakcomy.net，路径为 index，查询字符串为 param=1。

URL 中规定了一些具有特殊意义的字符，常被用来分隔两个不同的 URL 组件，这些字符被称为保留字符。例如：

冒号：用于分隔协议和主机组件，斜杠用于分隔主机和路径
?：用于分隔路径和查询参数等。
=用于表示查询参数中的键值对。
&符号用于分隔查询多个键值对。

其余常用的保留字符有：/ . … # @ $ + ; %

哪些字符需要编码

URL 之所以需要编码，是因为 URL 中的某些字符会引起歧义，比如 URL 查询参数中包含了”&”或者”%”就会造成服务器解析错误；再比如，URL 的编码格式采用的是 ASCII 码而非 Unicode 格式，这表明 URL 中不允许包含任何非 ASCII 字符（比如中文），否则就会造成 URL 解析错误。

URL 编码协议规定（RFC3986 协议）：URL 中只允许使用 ASCII 字符集可以显示的字符，比如英文字母、数字、和- _ . ~ ! *这 6 个特殊字符。当在 URL 中使用不属于 ASCII 字符集的字符时，就要使用特殊的符号对该字符进行编码，比如空格需要用%20来表示。
除了无法显示的字符需要编码外，还需要对 URL 中的部分保留字符和不安全字符进行编码。下面列举了部分不安全字符：

[ ] < > " "  { } | \ ^ * · ‘ ’ 等

下面示例，查询字符串中包含一些特殊字符，这些特殊字符不需要编码：

http://www.biancheng.net/index?param=10!*&param1=20!-~_

下表对 URL 中部分保留字符和不安全字符进行了说明：

字符	含义	十六进制值编码
+	URL 中 + 号表示空格	%2B
空格	URL中的空格可以编码为 + 号或者 %20	%20
/	分隔目录和子目录	%2F
?	分隔实际的 URL 和参数	%3F
%	指定特殊字符	%25
#	表示书签	%23
&	URL 中指定的参数间的分隔符	%26
=	URL 中指定参数的值	%3D

下面简单总结一下，哪些字符需要编码，分为以下三种情况：

ASCII 表中没有对应的可显示字符，例如，汉字
不安全字符，包括：# ”% <> [] {} | \ ^ `
部分保留字符，即 & / : ; = ? @

Python实现编码与解码

Python 的标准库urllib.parse模块中提供了用来编码和解码的方法，分别是 urlencode() 与 unquote() 方法。

方法	说明
urlencode()	该方法实现了对 url 地址的编码操作
unquote()	该方法将编码后的 url 地址进行还原，被称为解码

1) 编码urlencode()

下面以百度搜索为例进行讲解。首先打开百度首页，在搜索框中输入“爬虫”，然后点击“百度一下”。当搜索结果显示后，此时地址栏的 URL 信息，如下所示（地址栏中显示的是中文字‘爬虫’，但是复制后，就会变成十六进制编码）：

https://www.baidu.com/s?wd=%E7%88%AC%E8%99%AB&rsv_spt=1&rsv_iqid=0xe413fc78000e81ab&issp=1&f=8
&rsv_bp=1&rsv_idx=2&ie=utf-8&tn=baiduhome_pg&rsv_dl=tb&rsv_enter=1&rsv_sug3=6&rsv_sug1=7&rsv_sug7
=100&rsv_sug2=0&rsv_btype=i&inputT=3587&rsv_sug4=4690

可以看出 URL 中有很多的查询字符串，而第一个查询字符串就是“wd=爬虫”，其中 wd 表示查询字符串的键，而“爬虫”则代表您输入的值。
在网页地址栏中删除多余的查询字符串，最后显示的 URL 如下所示：
https://www.baidu.com/s?wd=爬虫
使用搜索修改后的 URL 进行搜索，依然会得到相同页面。因此可知“wd”参数是百度搜索的关键查询参数。下面编写爬虫程序对 “wd=爬虫”进行编码，如下所示：

from urllib import parse

# 构建查询字符春字典
query_string = {
    'wd': '爬虫'
}
# 调用parse模块中的urlencode()进行编码
res = parse.urlencode(query_string)
# 使用format函数格式化字符春，拼接url地址
url = 'http://www.baidu.com/s?{}'.format(res)
print(url)

使用编码后的 url 地址在浏览器地址栏搜索仍然可以得到同样的结果

除了使用 urlencode() 方法之外，也可以使用 quote(string) 方法实现编码，代码如下：

from urllib import parse

# 注意url的书写格式，和 urlencode存在不同
url = 'http://www.baidu.com/s?wd={}'
word = input('请输入要搜索的内容:')
# quote()只能对字符串进行编码
query_string = parse.quote(word)
print(url.format(query_string))

注意：quote() 只能对字符串编码，而 urlencode() 可以直接对查询字符串字典进行编码。因此在定义 URL 时，需要注意两者之间的差异。方法如下：

# urllib.parse
urllib.parse.urlencode({'key':'value'}) #字典
urllib.parse.quote(string) #字符串

2) 解码unquote(string)

解码是对编码后的 URL 进行还原的一种操作，示例代码如下：

from urllib import parse
string = '%E7%88%AC%E8%99%AB'
result = parse.unquote(string)
print(result)

输出结果：

爬虫

3) URL地址拼接方式

最后，给大家介绍三种拼接 URL 地址的方法。除了使用 format() 函数外，还可以使用字符串相加，以及字符串占位符，总结如下：

# 1、字符串相加
baseurl = 'http://www.baidu.com/s?'
params='wd=%E7%88%AC%E8%99%AB'
url = baseurl + params
# 2、字符串格式化（占位符）
params='wd=%E7%88%AC%E8%99%AB'
url = 'http://www.baidu.com/s?%s'% params
# 3、format()方法
url = 'http://www.baidu.com/s?{}'
params='wd=%E7%88%AC%E8%99%AB'
url = url.format(params)