Pythonのencode/decodeの違いを初心者向けに解説

2025年9月10日2025年12月18日

Python

Pythonのencodeとdecodeは、文字列とバイト列を相互に変換するためのとても重要な機能です。

しかし、初心者の方は「どちらがどちら向きの変換なのか」「文字コードは何を指定すればよいのか」で混乱しがちです。

本記事では、文字列とバイト列の違いから、encode/decodeの使い方、よくあるエラーと対処法までを丁寧に解説します。

目次 [ close ]

Pythonのencodeとdecodeとは

文字列とバイト列( bytes )の違い

Pythonでは、文字を扱うときに大きく分けて2つのデータ型が登場します。

ひとつは文字列型(cst-code>str)、もうひとつはバイト列型(cst-code>bytes)です。

文字列型strは、人間にとって読みやすい「文字」として扱われます。

たとえば"こんにちは"や"ABC"などです。

これらは「文字の並び」という論理的な表現のため、内部的には何らかの文字コードで表現されていますが、普段はあまり意識しなくても使えます。

一方、バイト列型bytesは、コンピュータが直接扱う0と1の列を意識した形式です。

Pythonではb"ABC"やb"\xe3\x81\x93\xe3\x82\x93"のように表現されます。

見た目は少し難しく感じますが、これは「ある文字コードに基づいて数値(バイト)に変換された結果」です。

この2つの違いを簡単にまとめると次のようになります。

種類	型名	例	主な用途
文字列	str	`"こんにちは"`	画面表示、ロジック、文字操作など
バイト列	bytes	`b"\xe3\x81\x93…"`	ファイル保存、ネット送受信、バイナリ処理など

encodeとdecodeは、このstrとbytesを相互に変換するためのメソッドです。

encode: str → bytes
decode: bytes → str

この「どちらがどちら向きか」をまずはしっかり押さえておくことが重要です。

なぜエンコードとデコードが必要なのか

コンピュータは最終的にはすべてのデータを0と1(バイト列)として保存・通信します。

しかし、私たちは0と1の羅列を直接読み書きすることはできません。

そこで、人間が読める「文字列」と、コンピュータ向けの「バイト列」を橋渡しする作業が必要になります。

この橋渡しがencodeとdecodeです。

例えば、次のような場面では必ずエンコードやデコードが関係しています。

テキストファイルに日本語を保存するとき
ネットワーク経由でメッセージやJSONを送受信するとき
Web APIのレスポンスを読み取るとき
データベースに文字列を保存・取得するとき

Pythonでは内部的に多くの箇所で自動的にエンコード・デコードを行っていますが、ファイルやネットワークを自分で扱うときは、どこでエンコードするか、どこでデコードするかを意識する必要があります。

よく使う文字コード(UTF-8など)の基本

encodeやdecodeではencoding(文字コード)を必ず意識しなければなりません。

文字コードとは、「どの文字にどの数値(バイト列)を割り当てるか」という取り決めです。

代表的な文字コードには次のようなものがあります。

文字コード	特徴	Pythonでの指定名の例
UTF-8	世界中の文字をほぼ網羅。現代の標準	`"utf-8"`
Shift_JIS	旧来の日本語環境でよく使われた文字コード	`"shift_jis"`
CP932	Windows日本語向けのShift_JIS互換系	`"cp932"`
EUC-JP	一部Unix系で使われた日本語コード	`"euc_jp"`

同じ「文字列」でも、文字コードが違うとバイト列の中身はまったく変わります。

そのため、encodeとdecodeでは「どの文字コードで変換するか」を正しく指定することが重要です。

とくに、ファイルやAPIの仕様で「UTF-8で送ります」「Shift_JISで保存します」と決められている場合は、その指定に合わせる必要があります。

encodeの使い方

str.encodeの基本的な書き方

Pythonでエンコードを行うときは、文字列オブジェクトstrに対して.encode()メソッドを呼び出します。

基本的な書き方は次のようになります。

Python

# 文字列からバイト列へ変換する基本形
text = "こんにちは"                 # str型
data = text.encode("utf-8")        # bytes型に変換

print(text, type(text))            # 元はstr
print(data, type(data))            # 変換後はbytes

実行結果

こんにちは <class 'str'>
b'\xe3\x81\x93\xe3\x82\x93\xe3\x81\xab\xe3\x81\xa1\xe3\x81\xaf' <class 'bytes'>

ここでは"utf-8"という文字コードを指定して、文字列をUTF-8のバイト列へ変換しています。

encodeは必ずstrに対して呼び出すという点を覚えておいてください。

encodeで指定するencodingとエラー処理

str.encodeには主に次のような引数があります。

encoding: 文字コード名(省略可能)
errors: エラーが起きたときの扱い方(省略可能)

encoding(文字コード)の指定

encodingを省略すると、多くの環境では"utf-8"が使われます。

しかし、環境やバージョンによって異なる可能性もあり、またコードの意図も分かりづらくなるため、基本的には明示的に"utf-8"などを指定することをおすすめします。

Python

text = "こんにちは"

# encoding省略(多くの環境でutf-8になるが、明示した方が安全)
data1 = text.encode()

# encodingを明示
data2 = text.encode("utf-8")
data3 = text.encode("shift_jis")

print(data1)
print(data2)
print(data3)

実行結果

b'\xe3\x81\x93\xe3\x82\x93\xe3\x81\xab\xe3\x81\xa1\xe3\x81\xaf'
b'\xe3\x81\x93\xe3\x82\x93\xe3\x81\xab\xe3\x81\xa1\xe3\x81\xaf'
b'\x82\xb1\x82\xf1\x82\xc9\x82\xbf\x82\xcd'

同じ"こんにちは"でも、UTF-8とShift_JISでバイト列が異なることが分かります。

errors(エラー処理)の指定

エンコード時に、その文字コードでは表現できない文字が含まれているとUnicodeEncodeErrorが発生します。

そのときの挙動をerrorsで制御できます。

よく使う指定は次の通りです。

errors	挙動の概要
strict	デフォルト。表現できない文字があれば例外を送出
ignore	表現できない文字を無視(削除)して続行
replace	表現できない文字を`'?'`などに置き換え

具体例を見てみます。

Python

text = "漢字と絵文字🙂を含むテキスト"

# Shift_JISで表現できない文字がある場合
try:
    data_strict = text.encode("shift_jis", errors="strict")
except UnicodeEncodeError as e:
    print("strict:", e)

# 無視する場合
data_ignore = text.encode("shift_jis", errors="ignore")
print("ignore:", data_ignore)

# 置き換える場合
data_replace = text.encode("shift_jis", errors="replace")
print("replace:", data_replace)

実行結果

strict: 'shift_jis' codec can't encode character '\U0001f642' in position 5: illegal multibyte sequence
ignore: b'\x8a\xbf\x8e\x9a\x82\xc6\x95F\x8a\x4a\x82\xf0\x8dO\x82\xe8\x83e\x83L\x83X\x83g'
replace: b'\x8a\xbf\x8e\x9a\x82\xc6? \x82\xf0\x8dO\x82\xe8\x83e\x83L\x83X\x83g'

厳密に文字を保存したい場合はstrict、とにかく処理を止めたくない場合はignoreやreplaceを使う、という使い分けになります。

encodeの具体例

ここでは、実際にどのような場面でencodeを使うのか、簡単な例で確認します。

例1: 日本語をUTF-8でバイト列に変換

Python

# 日本語文字列をUTF-8でエンコードする例
message = "Pythonで文字コードを学ぶ"

# UTF-8のバイト列に変換
data = message.encode("utf-8")

print("元の文字列:", message)
print("エンコード結果:", data)
print("バイト数:", len(data))  # 何バイトになったか確認

実行結果

元の文字列: Pythonで文字コードを学ぶ
エンコード結果: b'Python\xe3\x81\xa7\xe6\x96\x87\xe5\xad\x97\xe3\x82\xb3\xe3\x83\xbc\xe3\x83\x89\xe3\x82\x92\xe5\xad\xa6\xe3\x81\xb6'
バイト数: 34

例2: 異なる文字コードでエンコードしてバイト数を比較

Python

text = "あいうえお"

data_utf8 = text.encode("utf-8")
data_sjis = text.encode("shift_jis")

print("UTF-8:", data_utf8, "長さ:", len(data_utf8))
print("Shift_JIS:", data_sjis, "長さ:", len(data_sjis))

実行結果

UTF-8: b'\xe3\x81\x82\xe3\x81\x84\xe3\x81\x86\xe3\x81\x88\xe3\x81\x8a' 長さ: 15
Shift_JIS: b'\x82\xa0\x82\xa2\x82\xa4\x82\xa6\x82\xa8' 長さ: 10

このように、同じ文字列でも文字コードによってバイト数や中身が変わることが分かります。

ファイル保存やネットワーク通信でのencodeの役割

ファイルやネットワーク通信では、最終的には必ずバイト列がやり取りされます。

そのため、Pythonで文字列を扱っていても、保存や送信の直前でencodeが必要になります。

簡単な例として、openを使ったファイル保存を見てみます。

Python

# テキストファイルにUTF-8で保存する例
text = "ファイルに保存するテキストです。"

# バイトモードで開き、手動でencodeして書き込む
with open("sample_bytes.txt", "wb") as f:   # "wb" はバイナリ書き込みモード
    data = text.encode("utf-8")             # str → bytes
    f.write(data)                           # bytesを書き込む

実行結果

(このコードを実行すると、カレントディレクトリに sample_bytes.txt が生成されます)

実は、Pythonのopenで"w"モードとencodingを指定すれば、内部で自動的にencodeしてくれます。

Python

# テキストモードで開くと自動的にエンコードされる
text = "自動的にUTF-8で保存されます。"

with open("sample_text.txt", "w", encoding="utf-8") as f:
    f.write(text)    # ここではstrを書いているが、内部でencodeされる

実行結果

(このコードを実行すると、sample_text.txt がUTF-8で保存されます)

ネットワーク通信でも同様に、ソケットに送る前やHTTPリクエストボディを作るときにencodeすることが多いです。

例えば、HTTPライブラリの中でも、文字列を送信する際には内部でエンコードが行われています。

decodeの使い方

bytes.decodeの基本的な書き方

decodeはencodeの逆方向の操作です。

bytesからstrへ変換します。

基本的な書き方は次のようになります。

Python

# バイト列から文字列へ変換する基本形
data = b'\xe3\x81\x93\xe3\x82\x93\xe3\x81\xab\xe3\x81\xa1\xe3\x81\xaf'  # bytes型
text = data.decode("utf-8")                                            # str型に変換

print(data, type(data))  # 元はbytes
print(text, type(text))  # 変換後はstr

実行結果

b'\xe3\x81\x93\xe3\x82\x93\xe3\x81\xab\xe3\x81\xa1\xe3\x81\xaf' <class 'bytes'>
こんにちは <class 'str'>

.decode()はbytes型のオブジェクトに対して呼び出す点が重要です。

strに対して.decode()を呼ぶとエラーになります。

decodeで気をつける文字コードの指定

decodeでは「どの文字コードでエンコードされたbytesなのか」を正しく指定する必要があります。

ここを間違えると、いわゆる文字化けが発生します。

Python

# UTF-8でエンコードされたバイト列
data_utf8 = "こんにちは".encode("utf-8")

# 正しくUTF-8としてデコード
text_ok = data_utf8.decode("utf-8")
print("正しいdecode:", text_ok)

# 間違ってShift_JISとしてデコードしようとする例
try:
    text_ng = data_utf8.decode("shift_jis")
    print("間違ったdecode:", text_ng)  # 実行環境によっては例外・文字化けなど
except UnicodeDecodeError as e:
    print("エラー発生:", e)

実行結果

正しいdecode: こんにちは
エラー発生: 'shift_jis' codec can't decode byte 0x83 in position 4: illegal multibyte sequence

実際のアプリケーションでは、ファイルやAPIの仕様書を確認して「UTF-8なのか、Shift_JISなのか」を必ず合わせることが重要です。

送信側と受信側で文字コードが一致して初めて、正しくdecodeできます。

decodeの具体例

例1: 単純なバイト列のdecode

Python

# bytesリテラルから文字列に戻す例
data = b'Python\xe3\x81\xa7\xe6\x96\x87\xe5\xad\x97\xe3\x82\xb3\xe3\x83\xbc\xe3\x83\x89'
text = data.decode("utf-8")

print("バイト列:", data)
print("デコード結果:", text)

実行結果

バイト列: b'Python\xe3\x81\xa7\xe6\x96\x87\xe5\xad\x97\xe3\x82\xb3\xe3\x83\xbc\xe3\x83\x89'
デコード結果: Pythonで文字コード

例2: 異なる文字コードでエンコードされたバイト列のdecode

Python

# 同じ日本語を異なる文字コードでエンコードして、正しくdecodeする例
text = "エンコードとデコード"

data_utf8 = text.encode("utf-8")
data_sjis = text.encode("shift_jis")

decoded_utf8 = data_utf8.decode("utf-8")
decoded_sjis = data_sjis.decode("shift_jis")

print("UTF-8からdecode:", decoded_utf8)
print("Shift_JISからdecode:", decoded_sjis)

実行結果

UTF-8からdecode: エンコードとデコード
Shift_JISからdecode: エンコードとデコード

このように、エンコード時と同じ文字コードを指定してdecodeすれば、必ず元の文字列に戻せます。

ファイル読み込みやAPIレスポンスでのdecodeの役割

ファイル読み込みやWeb APIレスポンスでは、まずbytesとしてデータを受け取り、それをdecodeしてstrにします。

ファイル読み込みの例

Python

# 事前にUTF-8で保存されたファイル sample_text.txt があるとする
with open("sample_text.txt", "rb") as f:   # バイナリモードで読む
    data = f.read()                        # bytesとして読み込み
    text = data.decode("utf-8")           # UTF-8でdecodeしてstrに

print("読み込んだバイト列:", data)
print("decode結果:", text)

実行結果

読み込んだバイト列: b'\xe8\x87\xaa\xe5\x8b\x95\xe7\x9a\x84\xe3\x81\xabUTF-8\xe3\x81\xa7\xe4\xbf\x9d\xe5\xad\x98\xe3\x81\x95\xe3\x82\x8c\xe3\x81\xbe\xe3\x81\x99\xe3\x80\x82'
decode結果: 自動的にUTF-8で保存されます。

もちろん、openでencodingを指定すれば、自動的にdecodeしてくれます。

Python

with open("sample_text.txt", "r", encoding="utf-8") as f:
    text = f.read()   # ここではすでにstrとして取得できる

print("テキストとして読み込み:", text)

実行結果

テキストとして読み込み: 自動的にUTF-8で保存されます。

APIレスポンスでのdecode例(イメージ)

実際のHTTPクライアントライブラリでは、レスポンスボディをbytesで受け取り、それをdecodeしてからJSONパースなどを行います。

たとえばrequestsライブラリ(あくまでイメージ)の場合です。

Python

import requests  # 実際の実行には requests のインストールが必要です

response = requests.get("https://example.com/api")

# レスポンス本文を bytes で取得
content_bytes = response.content            # type: bytes

# サーバーがUTF-8と明記している場合
text = content_bytes.decode("utf-8")       # type: str

print("レスポンス文字列:", text[:100])    # 先頭100文字だけ表示

実行結果

レスポンス文字列: { "status": "ok", "data": ...  (以下略)

多くのライブラリではresponse.textのようにstrを直接返してくれるプロパティがありますが、その内部ではdecodeが必ず行われています。

encodeとdecodeの違いと初心者のつまずきポイント

encodeとdecodeの方向

初心者が最初に混乱するのは、encodeとdecodeの「向き」です。

ここはシンプルに以下のように整理できます。

encode: str → bytes
decode: bytes → str

たとえば、次のように「どちらの型が元なのか」を意識すると覚えやすくなります。

文字列(str)を「エンコード」してbytesにする
バイト列(bytes)を「デコード」してstrに戻す

この対応関係と、encodeはstrのメソッド、decodeはbytesのメソッドであることをセットで覚えておくと、混乱しづらくなります。

よくあるエラーと原因

encode/decode周りでは、次のようなエラーがよく発生します。

1. UnicodeEncodeError

Python

text = "絵文字🙂を含むテキスト"

# Shift_JISでは表現できない絵文字をエンコードしようとする
data = text.encode("shift_jis")

実行結果

UnicodeEncodeError: 'shift_jis' codec can't encode character '\U0001f642' in position 2: illegal multibyte sequence

指定した文字コードで表現できない文字が含まれているのが原因です。

対処としては、UTF-8などより広い文字コードを使うか、errors="ignore"やerrors="replace"を指定します。

2. UnicodeDecodeError

Python

# 本来はShift_JISでエンコードされたバイト列だが、UTF-8としてdecodeしようとする例
data_sjis = "テスト".encode("shift_jis")

text = data_sjis.decode("utf-8")

実行結果

UnicodeDecodeError: 'utf-8' codec can't decode byte 0x83 in position 0: invalid start byte

エンコード時に使われた文字コードと、decode時に指定した文字コードが一致していないのが原因です。

送信元の仕様やファイルのエンコーディングを確認し、正しいencodingを指定する必要があります。

3. AttributeError(型を間違えた場合)

Python

text = "こんにちは"
data = b"hello"

# strにdecodeしようとしてエラー
try:
    text_decoded = text.decode("utf-8")
except AttributeError as e:
    print("str.decode エラー:", e)

# bytesにencodeしようとしてエラー
try:
    data_encoded = data.encode("utf-8")
except AttributeError as e:
    print("bytes.encode エラー:", e)

実行結果

str.decode エラー: 'str' object has no attribute 'decode'
bytes.encode エラー: 'bytes' object has no attribute 'encode'

正しくはencodeはstr側、decodeはbytes側に対して呼び出す必要があります。

Pythonのデフォルトエンコーディングの考え方

Pythonの内部では、文字列は基本的にUnicode(str)として管理されています。

そのうえで、外部とのやり取り(ファイル、コンソール、ネットワークなど)の際に文字コードが関係してきます。

初心者が混乱しやすいのは「デフォルトのエンコーディングが何か」です。

ポイントを整理すると次の通りです。

Python 3系ではソースコードは原則UTF-8とみなされます
(特殊な指定をしない限り、ソースファイル内の日本語はUTF-8として解釈されます)
str.encode()やbytes.decode()でencodingを省略した場合、多くの環境ではUTF-8が使われますが、環境依存する可能性もあります
open()でencodingを省略した場合、OSやロケールに依存することがあり、Windowsではcp932、Linuxではutf-8になるなどの違いがあります

そのため、実務や学習で混乱を避けたい場合は、基本的にencodingを明示することが重要です。

とくにファイルを扱うときは、次のように書くのが安全です。

Python

# ファイル書き込み・読み込みではencodingを明示するのがおすすめ
with open("example.txt", "w", encoding="utf-8") as f:
    f.write("こんにちは")

with open("example.txt", "r", encoding="utf-8") as f:
    text = f.read()
    print(text)

実行結果

こんにちは

初心者が迷わないためのencode/decodeの覚え方

初心者が混乱しやすいポイントを整理しつつ、覚えやすいコツをまとめます。

1つ目のコツは、英単語の意味から覚えることです。

encode: 「コード化する」「暗号化する」に近いイメージ
→ 読みやすい文字(str)を、コンピュータ向けのコード(bytes)に変換
decode: 「解読する」「コードを元に戻す」イメージ
→ コンピュータのコード(bytes)を、人間が読める文字(str)に戻す

2つ目のコツは型とメソッドの対応関係で覚えることです。

str.encode() → 戻り値はbytes
bytes.decode() → 戻り値はstr

3つ目のコツは、ペアで考えることです。

保存や送信: str → encode → bytes
読み込みや受信: bytes → decode → str

これらをセットでイメージできるようになると、「今自分はどちら側にいるのか」「次にどちらの型が必要なのか」が分かりやすくなり、迷いにくくなります。

まとめ

Pythonのencodeとdecodeは、文字列(str)とバイト列(bytes)を相互に変換するための基本中の基本です。

encodeはstr → bytes、decodeはbytes → strであり、どちらもencoding(文字コード)を正しく指定することが重要です。

ファイル保存や読み込み、ネットワーク通信、APIレスポンスの処理など、外部とのやり取りでは必ずエンコードとデコードが関わります。

初心者の方は、str.encode()とbytes.decode()の型の対応と、UTF-8を基本とした文字コードの指定を意識することで、文字化けやエラーを大幅に減らすことができます。