Guide Unicode
*************

Version:
   1.12

Ce guide décrit la gestion de la spécification Unicode par Python pour
les données textuelles et explique les différents problèmes
généralement rencontrés par les utilisateurs qui travaillent avec
Unicode.


Introduction à Unicode
======================


Définitions
-----------

Les programmes d'aujourd'hui doivent être capables de traiter une
grande variété de caractères. Les applications sont souvent
internationalisées pour afficher les messages et les résultats dans
une variété de langues sélectionnables par l'utilisateur ; le même
programme peut avoir besoin d'afficher un message d'erreur en anglais,
français, japonais, hébreu ou russe. Le contenu Web peut être écrit
dans n'importe laquelle de ces langues et peut également inclure une
variété de symboles émoji. Le type de chaîne de caractères de Python
utilise le standard Unicode pour représenter les caractères, ce qui
permet aux programmes Python de travailler avec tous ces différents
caractères possibles.

Unicode (https://www.unicode.org/) est une spécification qui vise à
lister tous les caractères utilisés par les langues humaines et à
donner à chaque caractère son propre code unique. Les spécifications
Unicode sont continuellement révisées et mises à jour pour ajouter de
nouvelles langues et de nouveaux symboles.

Un **caractère** est le plus petit composant possible d'un texte. « A
», « B », « C », etc. sont tous des caractères différents. Il en va de
même pour « È » et « Í ». Les caractères varient selon la langue ou le
contexte dont vous parlez. Par exemple, il y a un caractère pour «
Chiffre Romain Un » (*Roman Numeral One*), « Ⅰ », qui est séparé de la
lettre majuscule « I ». Ils se ressemblent généralement, mais ce sont
deux caractères différents qui ont des significations différentes.

Le standard Unicode décrit comment les caractères sont représentés par
les **points de code**. Une valeur de point de code est un nombre
entier compris entre "0" et "0x10FFFF" (environ 1,1 million de
valeurs, avec environ 110 000 valeurs attribuées à ce jour). Dans le
standard et dans le présent document, un point de code est écrit en
utilisant la notation "U+265E" pour désigner le caractère avec la
valeur "0x265e" (9 822 en décimal).

La standard Unicode contient de nombreux tableaux contenant la liste
des caractères et des points de code correspondants :

   0061    'a'; LATIN SMALL LETTER A
   0062    'b'; LATIN SMALL LETTER B
   0063    'c'; LATIN SMALL LETTER C
   ...
   007B    '{'; LEFT CURLY BRACKET
   ...
   2167    'Ⅷ'; ROMAN NUMERAL EIGHT
   2168    'Ⅸ'; ROMAN NUMERAL NINE
   ...
   265E    '♞'; BLACK CHESS KNIGHT
   265F    '♟'; BLACK CHESS PAWN
   ...
   1F600   '😀'; GRINNING FACE
   1F609   '😉'; WINKING FACE
   ...

À proprement parler, ces définitions laissent entendre qu'il est
inutile de dire « c'est le caractère "U+265E" ». "U+265E" est un point
de code, qui représente un caractère particulier ; dans ce cas, il
représente le caractère « BLACK CHESS KNIGHT », « ♞ ». Dans des
contextes informels, cette distinction entre les points de code et les
caractères sera parfois oubliée.

Un caractère est représenté sur un écran ou sur papier par un ensemble
d’éléments graphiques appelé **glyphe**. Le glyphe d’un A majuscule,
par exemple, est deux traits diagonaux et un trait horizontal, bien
que les détails exacts dépendent de la police utilisée. La plupart du
code Python n’a pas besoin de s’inquiéter des glyphes ; trouver le bon
glyphe à afficher est généralement le travail d’une boîte à outils GUI
ou du moteur de rendu des polices d’un terminal.


Encodages
---------

Pour résumer la section précédente : une chaîne Unicode est une
séquence de points de code, qui sont des nombres de "0" à "0x10FFFF"
(1 114 111 en décimal). Cette séquence de points de code doit être
stockée en mémoire sous la forme d'un ensemble de **unités de code**,
et les **unités de code** sont ensuite transposées en octets de 8
bits. Les règles de traduction d'une chaîne Unicode en une séquence
d'octets sont appelées un **encodage de caractères** ou simplement un
**encodage**.

Le premier encodage auquel vous pouvez penser est l'utilisation
d'entiers 32 bits comme unité de code, puis l'utilisation de la
représentation des entiers 32 bits par le CPU. Dans cette
représentation, la chaîne « Python » ressemblerait à ceci :

      P           y           t           h           o           n
   0x50 00 00 00 79 00 00 00 74 00 00 00 68 00 00 00 6f 00 00 00 6e 00 00 00
      0  1  2  3  4  5  6  7  8  9 10 11 12 13 14 15 16 17 18 19 20 21 22 23

Cette représentation est simple mais son utilisation pose un certain
nombre de problèmes.

1. Elle n’est pas portable ; des processeurs différents ordonnent les
   octets différemment.

2. Elle gâche beaucoup d'espace. Dans la plupart des textes, la
   majorité des points de code sont inférieurs à 127, ou à 255, donc
   beaucoup d'espace est occupé par des octets "0x00". La chaîne ci-
   dessus occupe 24 octets, à comparer aux 6 octets nécessaires pour
   une représentation en ASCII. L'utilisation supplémentaire de RAM
   n'a pas trop d'importance (les ordinateurs de bureau ont des
   gigaoctets de RAM et les chaînes ne sont généralement pas si
   grandes que ça), mais l'accroissement de notre utilisation du
   disque et de la bande passante réseau par un facteur de 4 est
   intolérable.

3. Elle n’est pas compatible avec les fonctions C existantes telles
   que "strlen()", il faudrait donc utiliser une nouvelle famille de
   fonctions, celle des chaînes larges (*wide strings*).

Par conséquent, cet encodage n'est pas très utilisé et d'autres
encodages, plus efficaces et pratiques comme UTF-8, sont plutôt
choisis.

UTF-8 est l’un des encodages les plus couramment utilisés et Python
l’utilise souvent par défaut. UTF signifie « Unicode Transformation
Format » (format de transformation Unicode) et « 8 » signifie que des
nombres à 8 bits sont utilisés dans l'encodage (il existe également
des codages UTF-16 et UTF-32, mais ils sont moins souvent utilisés que
UTF-8). UTF-8 utilise les règles suivantes :

1. Si le point de code est < 128, il est représenté par la valeur de
   l'octet correspondant.

2. Si le point de code est ≥ 128, il est transformé en une séquence de
   deux, trois ou quatre octets, où chaque octet de la séquence est
   compris entre 128 et 255.

UTF-8 a plusieurs propriétés intéressantes :

1. Il peut gérer n'importe quel point de code Unicode.

2. Une chaîne Unicode est transformée en une séquence d’octets qui
   contient des octets zéro uniquement lorsqu’ils représentent le
   caractère nul (U+0000). Cela signifie que les chaînes UTF-8 peuvent
   être traitées par des fonctions C telles que "strcpy()" et envoyées
   par des protocoles pour qui les octets zéro signifient forcément la
   fin de chaîne.

3. Une chaîne de texte ASCII est également un texte UTF-8 valide.

4. UTF-8 est assez compact. La majorité des caractères couramment
   utilisés peuvent être représentés avec un ou deux octets.

5. Si des octets sont corrompus ou perdus, il est possible de
   déterminer le début du prochain point de code encodé en UTF-8 et de
   se resynchroniser. Il est également improbable que des données
   8-bits aléatoires ressemblent à du UTF-8 valide.

6. UTF-8 est un encodage orienté octet. L'encodage spécifie que chaque
   caractère est représenté par une séquence spécifique d'un ou
   plusieurs octets. Ceci permet d'éviter les problèmes d'ordre des
   octets qui peuvent survenir avec les encodages orientés entiers
   (*integer*) ou orientés mots processeurs (*words*), comme UTF-16 et
   UTF-32, où la séquence des octets varie en fonction du matériel sur
   lequel la chaîne a été encodée.


Références
----------

Le site du Consortium Unicode, en anglais, a des diagrammes de
caractères, un glossaire et des versions PDF de la spécification
Unicode. Préparez-vous à une lecture difficile. Une chronologie de
l’origine et du développement de l’Unicode est également disponible
sur le site.

Sur la chaîne Youtube *Computerphile*, Tom Scott parle brièvement de
l’histoire d’Unicode et d’UTF-8 (9 minutes et 36 secondes).

Pour aider à comprendre le standard, Jukka Korpela a écrit un guide
d’introduction à la lecture des tables de caractères Unicode
(ressource en anglais).

Un autre bon article d'introduction a été écrit par Joel Spolsky. Si
cette présente introduction ne vous a pas clarifié les choses, vous
devriez essayer de lire cet article-là avant de continuer.

Les pages Wikipédia sont souvent utiles ; voir les pages pour « Codage
des caractères » et UTF-8, par exemple.


Prise en charge Unicode de Python
=================================

Maintenant que vous avez appris les rudiments de l'Unicode, nous
pouvons regarder les fonctionnalités Unicode de Python.


Le type *String*
----------------

Depuis Python 3.0, le type "str" du langage contient des caractères
Unicode, c'est-à-dire n'importe quelle chaîne créée à l'aide de
""unicode déchire !"", "'unicode déchire !'" ou la syntaxe à triples
guillemets est enregistrée comme Unicode.

L'encodage par défaut pour le code source Python est UTF-8, il est
donc facile d'inclure des caractères Unicode dans une chaîne littérale
:

   try:
       with open('/tmp/input.txt', 'r') as f:
           ...
   except OSError:
       # 'File not found' error message.
       print("Fichier non trouvé")

Note : Python 3 sait gérer les caractères Unicode dans les
identifiants :

   répertoire = "/tmp/records.log"
   with open(répertoire, "w") as f:
       f.write("test\n")

Si vous ne pouvez pas entrer un caractère particulier dans votre
éditeur ou si vous voulez garder le code source uniquement en ASCII
pour une raison quelconque, vous pouvez également utiliser des
séquences d'échappement dans les littéraux de chaîne (en fonction de
votre système, il se peut que vous voyiez le glyphe réel du *delta
majuscule* au lieu d'une séquence d'échappement "\u...")

   >>> "\N{GREEK CAPITAL LETTER DELTA}"  # Using the character name
   '\u0394'
   >>> "\u0394"                          # Using a 16-bit hex value
   '\u0394'
   >>> "\U00000394"                      # Using a 32-bit hex value
   '\u0394'

De plus, une chaîne de caractères peut être créée en utilisant la
méthode "decode()" de la classe "bytes". Cette méthode prend un
argument *encoding*, "UTF-8" par exemple, et optionnellement un
argument *errors*.

L'argument *errors* détermine la réponse lorsque la chaîne en entrée
ne peut pas être convertie selon les règles de l'encodage. Les valeurs
autorisées pour cet argument sont "'strict'" (« strict » : lève une
exception "UnicodeDecodeError"), "'replace'" (« remplacer » : utilise
"U+FFFD", "REPLACEMENT CARACTER"), "'ignore'" (« ignorer » : n'inclut
pas le caractère dans le résultat Unicode) ou "'backslashreplace'" («
remplacer avec antislash » : insère une séquence d’échappement
"\xNN"). Les exemples suivants illustrent les différences :

   >>> b'\x80abc'.decode("utf-8", "strict")  
   Traceback (most recent call last):
       ...
   UnicodeDecodeError: 'utf-8' codec can't decode byte 0x80 in position 0:
     invalid start byte
   >>> b'\x80abc'.decode("utf-8", "replace")
   '\ufffdabc'
   >>> b'\x80abc'.decode("utf-8", "backslashreplace")
   '\\x80abc'
   >>> b'\x80abc'.decode("utf-8", "ignore")
   'abc'

Les encodages sont spécifiés sous forme de chaînes de caractères
contenant le nom de l'encodage. Python est livré avec une centaine
d'encodages différents ; voir la référence de la bibliothèque Python
sur les Standard Encodings pour une liste. Certains encodages ont
plusieurs noms ; par exemple, "'latin-1'", "'iso_8859_1'" et "'8859'"
sont tous synonymes du même encodage.

Des chaînes Unicode à un caractère peuvent également être créées avec
la fonction native "chr()", qui prend des entiers et renvoie une
chaîne Unicode de longueur 1 qui contient le point de code
correspondant. L'opération inverse est la fonction native "ord()" qui
prend une chaîne Unicode d'un caractère et renvoie la valeur du point
de code :

   >>> chr(57344)
   '\ue000'
   >>> ord('\ue000')
   57344


Conversion en octets
--------------------

La méthode inverse de "bytes.decode()" est "str.encode()", qui renvoie
une représentation "bytes" de la chaîne Unicode, codée dans l’encodage
*encoding* demandé.

Le paramètre *errors* est le même que le paramètre de la méthode
"decode()" mais possède quelques gestionnaires supplémentaires. En
plus de "'strict'", "'ignore'" et "'remplace'" (qui dans ce cas insère
un point d'interrogation au lieu du caractère non codable), il y a
aussi "'xmlcharrefreplace'" (insère une référence XML),
"backslashreplace" (insère une séquence "\uNNNN") et "namereplace"
(insère une séquence "\N{...}").

L'exemple suivant montre les différents résultats :

   >>> u = chr(40960) + 'abcd' + chr(1972)
   >>> u.encode('utf-8')
   b'\xea\x80\x80abcd\xde\xb4'
   >>> u.encode('ascii')  
   Traceback (most recent call last):
       ...
   UnicodeEncodeError: 'ascii' codec can't encode character '\ua000' in
     position 0: ordinal not in range(128)
   >>> u.encode('ascii', 'ignore')
   b'abcd'
   >>> u.encode('ascii', 'replace')
   b'?abcd?'
   >>> u.encode('ascii', 'xmlcharrefreplace')
   b'&#40960;abcd&#1972;'
   >>> u.encode('ascii', 'backslashreplace')
   b'\\ua000abcd\\u07b4'
   >>> u.encode('ascii', 'namereplace')
   b'\\N{YI SYLLABLE IT}abcd\\u07b4'

Les routines de bas niveau pour enregistrer et accéder aux encodages
disponibles se trouvent dans le module "codecs". L'implémentation de
nouveaux encodages nécessite également de comprendre le module
"codecs". Cependant, les fonctions d'encodage et de décodage renvoyées
par ce module sont généralement de bas-niveau pour être facilement
utilisées et l'écriture de nouveaux encodages est une tâche très
spécialisée, donc le module ne sera pas couvert dans ce guide.


Littéraux Unicode dans le code source Python
--------------------------------------------

Dans le code source Python, des points de code Unicode spécifiques
peuvent être écrits en utilisant la séquence d'échappement "\u",
suivie de quatre chiffres hexadécimaux donnant le point de code. La
séquence d'échappement "\U" est similaire, mais attend huit chiffres
hexadécimaux, pas quatre :

   >>> s = "a\xac\u1234\u20ac\U00008000"
   ... #     ^^^^ two-digit hex escape
   ... #         ^^^^^^ four-digit Unicode escape
   ... #                     ^^^^^^^^^^ eight-digit Unicode escape
   >>> [ord(c) for c in s]
   [97, 172, 4660, 8364, 32768]

L'utilisation de séquences d'échappement pour des points de code
supérieurs à 127 est acceptable à faible dose, mais devient gênante si
vous utilisez beaucoup de caractères accentués, comme c'est le cas
dans un programme avec des messages en français ou dans une autre
langue utilisant des lettres accentuées. Vous pouvez également
assembler des chaînes de caractères à l'aide de la fonction native
"chr()", mais c'est encore plus fastidieux.

Idéalement, vous devriez être capable d'écrire des littéraux dans
l'encodage naturel de votre langue. Vous pourriez alors éditer le code
source de Python avec votre éditeur favori qui affiche les caractères
accentués naturellement, et a les bons caractères utilisés au moment
de l'exécution.

Python considère que le code source est écrit en UTF-8 par défaut,
mais vous pouvez utiliser presque n'importe quel encodage si vous
déclarez l'encodage utilisé. Cela se fait en incluant un commentaire
spécial sur la première ou la deuxième ligne du fichier source :

   #!/usr/bin/env python
   # -*- coding: latin-1 -*-

   u = 'abcdé'
   print(ord(u[-1]))

La syntaxe s'inspire de la notation d'*Emacs* pour spécifier les
variables locales à un fichier. *Emacs* supporte de nombreuses
variables différentes, mais Python ne gère que *coding*. Les symboles
"-*-" indiquent à *Emacs* que le commentaire est spécial ; ils n'ont
aucune signification pour Python mais sont une convention. Python
cherche "coding: name" ou "coding=name" dans le commentaire.

Si vous n'incluez pas un tel commentaire, l'encodage par défaut est
UTF-8 comme déjà mentionné. Voir aussi la **PEP 263** pour plus
d'informations.


Propriétés Unicode
------------------

La spécification Unicode inclut une base de données d'informations sur
les points de code. Pour chaque point de code défini, l'information
comprend le nom du caractère, sa catégorie, la valeur numérique s'il y
a lieu (pour les caractères représentant des concepts numériques tels
que les chiffres romains, les fractions telles qu'un tiers et quatre
cinquièmes, etc.). Il existe également des propriétés liées à
l'affichage, telles que l'utilisation du point de code dans un texte
bidirectionnel.

Le programme suivant affiche des informations sur plusieurs caractères
et affiche la valeur numérique d'un caractère particulier :

   import unicodedata

   u = chr(233) + chr(0x0bf2) + chr(3972) + chr(6000) + chr(13231)

   for i, c in enumerate(u):
       print(i, '%04x' % ord(c), unicodedata.category(c), end=" ")
       print(unicodedata.name(c))

   # Get numeric value of second character
   print(unicodedata.numeric(u[1]))

Si vous l'exécutez, cela affiche :

   0 00e9 Ll LATIN SMALL LETTER E WITH ACUTE
   1 0bf2 No TAMIL NUMBER ONE THOUSAND
   2 0f84 Mn TIBETAN MARK HALANTA
   3 1770 Lo TAGBANWA LETTER SA
   4 33af So SQUARE RAD OVER S SQUARED
   1000.0

Les codes de catégorie sont des abréviations décrivant la nature du
caractère. Celles-ci sont regroupées en catégories telles que « Lettre
», « Nombre », « Ponctuation » ou « Symbole », qui sont à leur tour
divisées en sous-catégories. Pour prendre par exemple les codes de la
sortie ci-dessus, "'Ll'" signifie « Lettre, minuscules », "'No'"
signifie « Nombre, autre », "'Mn'" est « Marque, non-espaçant », et
"'So'" est « Symbole, autre ». Voir la section Valeurs générales des
catégories de la documentation de la base de données de caractères
Unicode (ressource en anglais) pour une liste de codes de catégories.


Comparaison de chaînes de caractères
------------------------------------

Unicode ajoute une certaine complication à la comparaison des chaînes
de caractères, car le même jeu de caractères peut être représenté par
différentes séquences de points de code. Par exemple, une lettre comme
« ê » peut être représentée comme un point de code unique "U+00EA", ou
comme "U+0065 U+0302", qui est le point de code pour « e » suivi d'un
point de code pour "COMBINING CIRCUMFLEX ACCENT". Celles-ci produisent
le même résultat lorsqu'elles sont affichées, mais l'une est une
chaîne de caractères de longueur 1 et l'autre de longueur 2.

Un outil pour une comparaison insensible à la casse est la méthode
"casefold()" qui convertit une chaîne en une forme insensible à la
casse suivant un algorithme décrit par le standard Unicode. Cet
algorithme a un traitement spécial pour les caractères tels que la
lettre allemande « *ß* » (point de code "U+00DF"), qui devient la
paire de lettres minuscules « *ss* ».

   >>> street = 'Gürzenichstraße'
   >>> street.casefold()
   'gürzenichstrasse'

Un deuxième outil est la fonction "unicodedata" du module
"normalize()" qui convertit les chaînes de caractères en l'une de
plusieurs formes normales, où les lettres suivies d'un caractère de
combinaison sont remplacées par des caractères simples. "normalize()"
peut être utilisée pour effectuer des comparaisons qui ne rapportent
pas faussement les inégalités si deux chaînes utilisent différents
caractères de combinaison :

   import unicodedata

   def compare_strs(s1, s2):
       def NFD(s):
           return unicodedata.normalize('NFD', s)

       return NFD(s1) == NFD(s2)

   single_char = 'ê'
   multiple_chars = '\N{LATIN SMALL LETTER E}\N{COMBINING CIRCUMFLEX ACCENT}'
   print('length of first string=', len(single_char))
   print('length of second string=', len(multiple_chars))
   print(compare_strs(single_char, multiple_chars))

Si vous l'exécutez, cela affiche :

   $ python3 compare-strs.py
   length of first string= 1
   length of second string= 2
   True

Le premier argument de la fonction "normalize()" est une chaîne de
caractères donnant la forme de normalisation désirée, qui peut être
une de celles-ci : "'NFC'", "'NFKC'", "'NFD'" et "'NFKD'".

La norme Unicode spécifie également comment faire des comparaisons
insensibles à la casse :

   import unicodedata

   def compare_caseless(s1, s2):
       def NFD(s):
           return unicodedata.normalize('NFD', s)

       return NFD(NFD(s1).casefold()) == NFD(NFD(s2).casefold())

   # Example usage
   single_char = 'ê'
   multiple_chars = '\N{LATIN CAPITAL LETTER E}\N{COMBINING CIRCUMFLEX ACCENT}'

   print(compare_caseless(single_char, multiple_chars))

Ceci affiche "True". (Pourquoi "NFD()" est-il invoqué deux fois ?
Parce qu'il y a quelques caractères qui font que "casefold()" renvoie
une chaîne non normalisée, donc le résultat doit être normalisé à
nouveau. Voir la section 3.13 du standard Unicode pour une discussion
et un exemple).


Expressions régulières Unicode
------------------------------

Les expressions régulières gérées par le module "re" peuvent être
fournies sous forme de chaîne d'octets ou de texte. Certaines
séquences de caractères spéciaux telles que "\d" et "\w" ont des
significations différentes selon que le motif est fourni en octets ou
en texte. Par exemple, "\d" correspond aux caractères "[0-9]" en
octets mais dans les chaînes de caractères correspond à tout caractère
de la catégorie "'Nd'".

Dans cet exemple, la chaîne contient le nombre 57 écrit en chiffres
arabes et thaïlandais :

   import re
   p = re.compile(r'\d+')

   s = "Over \u0e55\u0e57 57 flavours"
   m = p.search(s)
   print(repr(m.group()))

Une fois exécuté, "\d+" correspond aux chiffres thaïlandais et les
affiche. Si vous fournissez le drapeau "re.ASCII" à "compile()", "\d+"
correspond cette fois à la chaîne "57".

De même, "\w" correspond à une grande variété de caractères Unicode
mais seulement "[a-zA-Z0-9_]" en octets (ou si "re.ASCII" est fourni)
et "\s" correspond soit aux caractères blancs Unicode soit aux
caractères "[ \t\n\r\f\v]".


Références
----------

Quelques bonnes discussions alternatives sur la gestion d'Unicode par
Python sont :

* Processing Text Files in Python 3, par Nick Coghlan.

* Pragmatic Unicode, une présentation *PyCon* 2012 par Ned Batchelder.

Le type "str" est décrit dans la référence de la bibliothèque Python à
Type Séquence de Texte — str.

La documentation du module "unicodedata".

La documentation du module "codecs".

Marc-André Lemburg a donné une présentation intitulée « Python et
Unicode » (diapositives PDF) à *EuroPython* 2002. Les diapositives
sont un excellent aperçu de la conception des fonctionnalités Unicode
de Python 2 (où le type de chaîne Unicode est appelé "unicode" et les
littéraux commencent par "u").


Lecture et écriture de données Unicode
======================================

Une fois que vous avez écrit du code qui fonctionne avec des données
Unicode, le problème suivant concerne les entrées/sorties. Comment
obtenir des chaînes Unicode dans votre programme et comment convertir
les chaînes Unicode dans une forme appropriée pour le stockage ou la
transmission ?

Il est possible que vous n'ayez rien à faire en fonction de vos
sources d'entrée et des destinations de vos données de sortie ; il
convient de vérifier si les bibliothèques utilisées dans votre
application gèrent l'Unicode nativement. Par exemple, les analyseurs
XML renvoient souvent des données Unicode. De nombreuses bases de
données relationnelles prennent également en charge les colonnes
encodées en Unicode et peuvent renvoyer des valeurs Unicode à partir
d'une requête SQL.

Les données Unicode sont généralement converties en un encodage
particulier avant d'être écrites sur le disque ou envoyées sur un
connecteur réseau. Il est possible de faire tout le travail vous-même
: ouvrir un fichier, lire un élément 8-bits, puis convertir les octets
avec "bytes.decode(encoding)". Cependant, l'approche manuelle n'est
pas recommandée.

La nature multi-octets des encodages pose problème ; un caractère
Unicode peut être représenté par plusieurs octets. Si vous voulez lire
le fichier par morceaux de taille arbitraire (disons 1024 ou 4096
octets), vous devez écrire un code de gestion des erreurs pour
détecter le cas où une partie seulement des octets codant un seul
caractère Unicode est lue à la fin d'un morceau. Une solution serait
de lire le fichier entier en mémoire et d'effectuer le décodage, mais
cela vous empêche de travailler avec des fichiers extrêmement
volumineux ; si vous avez besoin de lire un fichier de 2 Gio, vous
avez besoin de 2 Gio de RAM (plus que ça, en fait, puisque pendant un
moment, vous aurez besoin d'avoir à la fois la chaîne encodée et sa
version Unicode en mémoire).

La solution serait d'utiliser l'interface de décodage de bas-niveau
pour intercepter le cas des séquences d'encodage incomplètes. Ce
travail d'implémentation a déjà été fait pour vous : la fonction
native "open()" peut renvoyer un objet de type fichier qui suppose que
le contenu du fichier est dans un encodage spécifié et accepte les
paramètres Unicode pour des méthodes telles que "read()" et "write()".
Ceci fonctionne grâce aux paramètres *encoding* et *errors* de
"open()" qui sont interprétés comme ceux de "str.encode()" et
"bytes.decode()".

Lire de l'Unicode à partir d'un fichier est donc simple :

   with open('unicode.txt', encoding='utf-8') as f:
       for line in f:
           print(repr(line))

Il est également possible d'ouvrir des fichiers en mode « mise à jour
», permettant à la fois la lecture et l'écriture :

   with open('test', encoding='utf-8', mode='w+') as f:
       f.write('\u4500 blah blah blah\n')
       f.seek(0)
       print(repr(f.readline()[:1]))

Le caractère Unicode "U+FEFFF" est utilisé comme marque pour indiquer
le boutisme (c'est-à-dire l'ordre dans lequel les octets sont placés
pour indiquer une valeur sur plusieurs octets, *byte-order mark* en
anglais ou *BOM*), et est souvent écrit en tête (premier caractère)
d'un fichier afin d'aider à l'auto-détection du boutisme du fichier.
Certains encodages, comme UTF-16, s'attendent à ce qu'une *BOM* soit
présente au début d'un fichier ; lorsqu'un tel encodage est utilisé,
la *BOM* sera automatiquement écrite comme premier caractère et sera
silencieusement retirée lorsque le fichier sera lu. Il existe des
variantes de ces encodages, comme "utf-16-le" et "utf-16-be" pour les
encodages petit-boutiste et gros-boutiste, qui spécifient un ordre
d'octets donné et ne sautent pas la *BOM*.

Dans certains cas, il est également d'usage d'utiliser une *BOM* au
début des fichiers encodés en UTF-8 ; le nom est trompeur puisque
l'UTF-8 ne dépend pas de l'ordre des octets. La marque annonce
simplement que le fichier est encodé en UTF-8. Pour lire ces fichiers,
utilisez le codec "utf-8-sig" pour sauter automatiquement la marque si
elle est présente.


Noms de fichiers Unicode
------------------------

La plupart des systèmes d'exploitation couramment utilisés aujourd'hui
prennent en charge les noms de fichiers qui contiennent des caractères
Unicode arbitraires. Habituellement, ceci est implémenté en
convertissant la chaîne Unicode en un encodage qui varie en fonction
du système. Aujourd'hui, Python converge vers l'utilisation d'UTF-8 :
Python sous MacOS utilise UTF-8 depuis plusieurs versions et Python
3.6 sous Windows est passé à UTF-8 également. Sur les systèmes Unix,
il n'y aura un encodage pour le système de fichiers que si vous avez
défini les variables d'environnement "LANG" ou "LC_CTYPE" ; sinon,
l'encodage par défaut est UTF-8.

La fonction "sys.getfilesystemencoding()" renvoie l'encodage à
utiliser sur votre système actuel, au cas où vous voudriez faire
l'encodage manuellement, mais il n'y a pas vraiment de raisons de
s'embêter avec ça. Lors de l'ouverture d'un fichier pour la lecture ou
l'écriture, vous pouvez généralement simplement fournir la chaîne
Unicode comme nom de fichier et elle est automatiquement convertie à
l'encodage qui convient :

   filename = 'filename\u4500abc'
   with open(filename, 'w') as f:
       f.write('blah\n')

Les fonctions du module "os" telles que "os.stat()" acceptent
également les noms de fichiers Unicode.

La fonction "os.listdir()" renvoie des noms de fichiers, ce qui
soulève un problème : doit-elle renvoyer la version Unicode des noms
de fichiers ou doit-elle renvoyer des chaînes d'octets contenant les
versions encodées ? "os.listdir()" peut faire les deux, selon que vous
fournissez le chemin du répertoire en chaîne d'octets ou en chaîne
Unicode. Si vous passez une chaîne Unicode comme chemin d'accès, les
noms de fichiers sont décodés en utilisant l'encodage du système de
fichiers et une liste de chaînes Unicode est renvoyée, tandis que
passer un chemin d'accès en chaîne d'octets renvoie les noms de
fichiers comme chaîne d'octets. Par exemple, en supposant que
l'encodage par défaut du système de fichiers est UTF-8, exécuter le
programme suivant :

   fn = 'filename\u4500abc'
   f = open(fn, 'w')
   f.close()

   import os
   print(os.listdir(b'.'))
   print(os.listdir('.'))

produit la sortie suivante :

   $ python listdir-test.py
   [b'filename\xe4\x94\x80abc', ...]
   ['filename\u4500abc', ...]

La première liste contient les noms de fichiers encodés en UTF-8 et la
seconde contient les versions Unicode.

Notez que, dans la plupart des cas, il convient de vous en tenir à
l'utilisation d'Unicode avec ces *APIs*. Les *API* d'octets ne
devraient être utilisées que sur les systèmes où des noms de fichiers
non décodables peuvent être présents. Cela ne concerne pratiquement
que des systèmes Unix maintenant.


Conseils pour écrire des programmes compatibles Unicode
-------------------------------------------------------

Cette section fournit quelques suggestions sur l'écriture de logiciels
qui traitent de l'Unicode.

Le conseil le plus important est :

   Il convient que le logiciel ne traite que des chaînes Unicode en
   interne, décodant les données d'entrée dès que possible et encodant
   la sortie uniquement à la fin.

Si vous essayez d'écrire des fonctions de traitement qui acceptent à
la fois les chaînes Unicode et les chaînes d'octets, les possibilités
d'occurrences de bogues dans votre programme augmentent partout où
vous combinez les deux différents types de chaînes. Il n'y a pas
d'encodage ou de décodage automatique : si vous faites par exemple
"str + octets", une "TypeError" est levée.

Lors de l'utilisation de données provenant d'un navigateur Web ou
d'une autre source non fiable, une technique courante consiste à
vérifier la présence de caractères illégaux dans une chaîne de
caractères avant de l'utiliser pour générer une ligne de commande ou
de la stocker dans une base de données. Si vous le faites, vérifiez
bien la chaîne décodée, pas les données d'octets codés ; certains
encodages peuvent avoir des propriétés intéressantes, comme ne pas
être bijectifs ou ne pas être entièrement compatibles avec l'ASCII.
C'est particulièrement vrai si l'encodage est spécifié explicitement
dans vos données d'entrée, car l'attaquant peut alors choisir un moyen
intelligent de cacher du texte malveillant dans le flux de données
encodé.


Conversion entre les encodages de fichiers
~~~~~~~~~~~~~~~~~~~~~~~~~~~~~~~~~~~~~~~~~~

La classe "StreamRecoder" peut convertir de manière transparente entre
les encodages : prenant un flux qui renvoie des données dans
l'encodage #1, elle se comporte comme un flux qui renvoie des données
dans l'encodage #2.

Par exemple, si vous avez un fichier d'entrée *f* qui est en Latin-1,
vous pouvez l'encapsuler dans un "StreamRecoder" pour qu'il renvoie
des octets encodés en UTF-8 :

   new_f = codecs.StreamRecoder(f,
       # en/decoder: used by read() to encode its results and
       # by write() to decode its input.
       codecs.getencoder('utf-8'), codecs.getdecoder('utf-8'),

       # reader/writer: used to read and write to the stream.
       codecs.getreader('latin-1'), codecs.getwriter('latin-1') )


Fichiers dans un encodage inconnu
~~~~~~~~~~~~~~~~~~~~~~~~~~~~~~~~~

Vous avez besoin de modifier un fichier, mais vous ne connaissez pas
son encodage ? Si vous savez que l'encodage est compatible ASCII et
que vous voulez seulement examiner ou modifier les parties ASCII, vous
pouvez ouvrir le fichier avec le gestionnaire d'erreurs
"surrogateescape" :

   with open(fname, 'r', encoding="ascii", errors="surrogateescape") as f:
       data = f.read()

   # make changes to the string 'data'

   with open(fname + '.new', 'w',
             encoding="ascii", errors="surrogateescape") as f:
       f.write(data)

Le gestionnaire d'erreurs "surrogateescape" décode tous les octets
non-ASCII comme points de code dans une plage spéciale allant de
"U+DC80" à "U+DCFF". Ces points de code redeviennent alors les mêmes
octets lorsque le gestionnaire d'erreurs "surrogateescape" est utilisé
pour encoder les données et les réécrire.


Références
----------

Une partie de la conférence Mastering Python 3 Input/Output (ressource
en anglais), donnée lors de *PyCon* 2010 de David Beazley, parle du
traitement de texte et du traitement des données binaires.

Le PDF du diaporama de la présentation de Marc-André Lemburg "Writing
Unicodeaware Applications in Python" (ressource en anglais) traite des
questions d'encodage de caractères ainsi que de l'internationalisation
et de la localisation d'une application. Ces diapositives ne couvrent
que Python 2.x.

The Guts of Unicode in Python (ressource en anglais) est une
conférence *PyCon* 2013 donnée par Benjamin Peterson qui traite de la
représentation interne Unicode en Python 3.3.


Remerciements
=============

La première ébauche de ce document a été rédigée par Andrew Kuchling.
Il a depuis été révisé par Alexander Belopolsky, Georg Brandl, Andrew
Kuchling et Ezio Melotti.

Merci aux personnes suivantes qui ont noté des erreurs ou qui ont fait
des suggestions sur cet article : Éric Araujo, Nicholas Bastin, Nick
Coghlan, Marius Gedminas, Kent Johnson, Ken Krugler, Marc-André
Lemburg, Martin von Löwis, Terry J. Reedy, Serhiy Storchaka, Eryk Sun,
Chad Whitacre, Graham Wideman.
