Python 3最重要的新特性之一是對字元串和二進制資料流做了明确的區分。文本總是Unicode，由str類型表示，二進制資料則由bytes類型表示。Python 3不會以任意隐式的方式混用str和bytes，你不能拼接字元串和位元組流，也無法在位元組流裡搜尋字元串（反之亦然），也不能将字元串傳入參數為位元組流的函數（反之亦然）。
下面讓我們深入分析一下二者的差別和聯系。
編碼發展的曆史
在談bytes和str之前，需要先說說關于編碼是如何發展的。。
在計算機曆史的早期，美國為代表的英語系國家主導了整個計算機行業，26個英文字母組成了多樣的英語單詞、語句、文章。是以，最早的字元編碼規範是ASCII碼，一種8位即1個位元組的編碼規範，它可以涵蓋整個英語系的編碼需要。
編碼是什麼？編碼就是把一個字元用一個二進制來表示。我們都知道，所有的東西，不管是英文、中文還是符号等等，最終存儲在磁盤上都是01010101這類東西。在計算機内部，讀取和存儲資料歸根結底，處理的都是0和1組成的比特流。問題來了，人類看不懂這些比特流，如何讓這些010101對人類變得可讀呢？于是出現了字元編碼，它是個翻譯機，在計算機内部某個地方，透明的幫我們将比特流翻譯成人類可以直接了解的文字。對于一般使用者，不需要知道這個過程是什麼原理，是怎麼執行的。但是對于程式員卻是個必須搞清楚的問題。
以ASCII編碼為例，它規定1個位元組8個比特位代表1個字元的編碼，也就是“00000000”這麼寬，一個一個位元組的解讀。例如：01000001表示大寫字母A，有時我們會“偷懶"的用65這個十進制來表示A在ASCII中的編碼。8個比特位，可以沒有重複的最多表示2的8次方(255)個字元。
後來，計算機得到普及，中文、日文、韓文等等國家的文字需要在計算機内表示，ASCII的255位遠遠不夠，于是标準組織制定出了叫做UNICODE的萬國碼，它規定任何一個字元（不管哪國的）至少以2個位元組表示，可以更多。其中，英文字母就是用2個位元組，而漢字是3個位元組。這個編碼雖然很好，滿足了所有人的要求，但是它不相容ASCII，同時還占用較多的空間和記憶體。因為，在計算機世界更多的字元是英文字母，明明可以1個位元組就能夠表示，非要用2個。
于是UTF-8編碼應運而生，它規定英文字母系列用1個位元組表示，漢字用3個位元組表示等等。是以，它相容ASCII，可以解碼早期的文檔。UTF-8很快就得到了廣泛的應用。
在編碼的發展曆程中，我國還創造了自己的編碼方式，例如GBK，GB2312，BIG5。他們隻局限于在國内使用，不被國外認可。在GBK編碼中，中文漢字占2個位元組。
bytes和str之間的異同
回到bytes和str的身上。bytes是一種比特流，它的存在形式是01010001110這種。我們無論是在寫代碼，還是閱讀文章的過程中，肯定不會有人直接閱讀這種比特流，它必須有一個編碼方式，使得它變成有意義的比特流，而不是一堆晦澀難懂的01組合。因為編碼方式的不同，對這個比特流的解讀也會不同，對實際使用造成了很大的困擾。下面讓我們看看Python是如何處理這一系列編碼問題的：
>>> s = "中文"
>>> s
'中文'
>>> type(s)
<class 'str'>
>>> b = bytes(s, encoding='utf-8')
>>> b
b'\xe4\xb8\xad\xe6\x96\x87'
>>> type(b)
<class 'bytes'> 複制
從例子可以看出，s是個字元串類型。Python有個内置函數bytes()可以将字元串str類型轉換成bytes類型，b實際上是一串01的組合，但為了在ide環境中讓我們相對直覺的觀察，它被表現成了b'\xe4\xb8\xad\xe6\x96\x87'這種形式，開頭的b表示這是一個bytes類型。\xe4是十六進制的表示方式，它占用1個位元組的長度，是以”中文“被編碼成utf-8後，我們可以數得出一共用了6個位元組，每個漢字占用3個，這印證了上面的論述。在使用内置函數bytes()的時候，必須明确encoding的參數，不可省略。
我們都知道，字元串類str裡有一個encode()方法，它是從字元串向比特流的編碼過程。而bytes類型恰好有個decode()方法，它是從比特流向字元串解碼的過程。除此之外，我們檢視Python源碼會發現bytes和str擁有幾乎一模一樣的方法清單，最大的差別就是encode和decode。
從實質上來說，字元串在磁盤上的儲存形式也是01的組合，也需要編碼解碼。
如果，上面的闡述還不能讓你搞清楚兩者的差別，那麼記住下面兩幾句話：
在将字元串存入磁盤和從磁盤讀取字元串的過程中，Python自動地幫你完成了編碼和解碼的工作，你不需要關心它的過程。
使用bytes類型，實質上是告訴Python，不需要它幫你自動地完成編碼和解碼的工作，而是使用者自己手動進行，并指定編碼格式。
Python已經嚴格區分了bytes和str兩種資料類型，你不能在需要bytes類型參數的時候使用str參數，反之亦然。這點在讀寫磁盤檔案時容易碰到。 複制
在bytes和str的互相轉換過程中，實際就是編碼解碼的過程，必須顯式地指定編碼格式。
>>> b
b'\xe4\xb8\xad\xe6\x96\x87'
>>> type(b)
<class 'bytes'>
>>> s1 = str(b)
>>> s1
"b'\\xe4\\xb8\\xad\\xe6\\x96\\x87'"
>>> type(s1)
<class 'str'>
>>> s1 = str(b, encoding='utf-8')
>>> s1
'中文'
>>> type(s1)
<class 'str'> 複制
我們再把字元串s1，轉換成gbk編碼的bytes類型：
>>> s1
'中文'
>>> type(s1)
<class 'str'>
>>> b = bytes(s1, encoding='gbk')
>>> b
b'\xd6\xd0\xce\xc4' 複制
原文出處：https://www.cnblogs.com/chownjy/p/6625299.html