關(guān)于編碼問題,做了以下總結(jié);大家共同探討一下。
一 預(yù)備知識(shí)
1,字符:字符是抽象的最小文本單位。它沒有固定的形狀(可能是一個(gè)字形),而且沒有值。“A”是一個(gè)字符,“€”(德國、法國和許多其他歐洲國家通用貨幣的標(biāo)志)也是一個(gè)字符。“中”“國”這是兩個(gè)漢字字符。字符僅僅代表一個(gè)符號(hào),沒有任何實(shí)際值的意義。
2,字符集:字符集是字符的集合。例如,漢字字符是中國人最先發(fā)明的字符,在中文、日文、韓文和越南文的書寫中使用。這也說明了字符和字符集之間的關(guān)系,字符組成字符集(iso8859-1,GB2312/GBK,unicode)。
3,代碼點(diǎn):字符集中的每個(gè)字符都被分配到一個(gè)“代碼點(diǎn)”。每個(gè)代碼點(diǎn)都有一個(gè)特定的唯一數(shù)值,稱為標(biāo)值。該標(biāo)量值通常用十六進(jìn)制表示。
4,代碼單元: 在每種編碼形式中,代碼點(diǎn)被映射到一個(gè)或多個(gè)代碼單元。“代碼單元”是各個(gè)編碼方式中的單個(gè)單元。代碼單元的大小等效于特定編碼方式的位數(shù):
UTF-8 :UTF-8 中的代碼單元由 8 位組成;在 UTF-8 中,因?yàn)榇a單元較小的緣故,每個(gè)代碼點(diǎn)常常被映射到多個(gè)代碼單元。代碼點(diǎn)將被映射到一個(gè)、兩個(gè)、三個(gè)或四個(gè)代碼單元;
UTF-16 :UTF-16 中的代碼單元由 16 位組成;UTF-16 的代碼單元大小是 8 位代碼單元的兩倍。所以,標(biāo)量值小于 U+10000 的代碼點(diǎn)被編碼到單個(gè)代碼單元中;
UTF-32:UTF-32 中的代碼單元由 32 位組成; UTF-32 中使用的 32 位代碼單元足夠大,每個(gè)代碼點(diǎn)都可編碼為單個(gè)代碼單元;
GB18030:GB18030 中的代碼單元由 8 位組成;在 GB18030 中,因?yàn)榇a單元較小的緣故,每個(gè)代碼點(diǎn)常常被映射到多個(gè)代碼單元。代碼點(diǎn)將被映射到一個(gè)、兩個(gè)或四個(gè)代碼單元。
5,舉例:
“中國北京香蕉是個(gè)大笨蛋”這是我定義的aka字符集;各字符對(duì)應(yīng)代碼點(diǎn)為:
北 00000001
京 00000010
香 10000001
蕉 10000010
是 10000100
個(gè) 10001000
大 10010000
笨 10100000
蛋 11000000
中 00000100
國 00001000
下面是我定義的 zixia 編碼方案(8位),可以看到它的編碼中表示了aka字符集的所有字符對(duì)應(yīng)的 代碼單元;
北 10000001
京 10000010
香 00000001
蕉 00000010
是 00000100
個(gè) 00001000
大 00010000
笨 00100000
蛋 01000000
中 10000100
國 10001000
所謂文本文件 就是我們按一定編碼方式將二進(jìn)制數(shù)據(jù)表示為對(duì)應(yīng)的文本如00000001000000100000010000001000000100000010000001000000這樣的文件。我用一個(gè)支持zixia編碼和aka字符集的記事本打開,它就按照編碼方案顯示為 "香蕉是個(gè)大笨蛋 "
如果我把這些字符按照GBK另存一個(gè)文件,那么則肯定不是這個(gè),而是
1100111111100011 1011110110110110 1100101011000111 1011100011110110 1011010011110011 1011000110111111 1011010110110000 110100001010
二,字符集
1, 常用字符集分類
ASCII及其擴(kuò)展字符集
作用:表語英語及西歐語言。
位數(shù):ASCII是用7位表示的,能表示128個(gè)字符;其擴(kuò)展使用8位表示,表示256個(gè)字符。
范圍:ASCII從00到7F,擴(kuò)展從00到FF。
ISO-8859-1字符集
作用:擴(kuò)展ASCII,表示西歐、希臘語等。
位數(shù):8位,
范圍:從00到FF,兼容ASCII字符集。
GB2312字符集
作用:國家簡體中文字符集,兼容ASCII。
位數(shù):使用2個(gè)字節(jié)表示,能表示7445個(gè)符號(hào),包括6763個(gè)漢字,幾乎覆蓋所有高頻率漢字。
范圍:高字節(jié)從A1到F7, 低字節(jié)從A1到FE。將高字節(jié)和低字節(jié)分別加上0XA0即可得到編碼。
BIG5字符集
作用:統(tǒng)一繁體字編碼。
位數(shù):使用2個(gè)字節(jié)表示,表示13053個(gè)漢字。
范圍:高字節(jié)從A1到F9,低字節(jié)從40到7E,A1到FE。
GBK字符集
作用:它是GB2312的擴(kuò)展,加入對(duì)繁體字的支持,兼容GB2312。
位數(shù):使用2個(gè)字節(jié)表示,可表示21886個(gè)字符。
范圍:高字節(jié)從81到FE,低字節(jié)從40到FE。
GB18030字符集
作用:它解決了中文、日文、朝鮮語等的編碼,兼容GBK。
位數(shù):它采用變字節(jié)表示(1 ASCII,2,4字節(jié))。可表示27484個(gè)文字。
范圍:1字節(jié)從00到7F; 2字節(jié)高字節(jié)從81到FE,低字節(jié)從40到7E和80到FE;4字節(jié)第一三字節(jié)從81到FE,第二四字節(jié)從30到39。
UCS字符集
作用:國際標(biāo)準(zhǔn) ISO 10646 定義了通用字符集 (Universal Character Set)。它是與UNICODE同類的組織,UCS-2和UNICODE兼容。
位數(shù):它有UCS-2和UCS-4兩種格式,分別是2字節(jié)和4字節(jié)。
范圍:目前,UCS-4只是在UCS-2前面加了0x0000。
UNICODE字符集
作用:為世界650種語言進(jìn)行統(tǒng)一編碼,兼容ISO-8859-1。
位數(shù):UNICODE字符集有多個(gè)編碼方式,分別是UTF-8,UTF-16和UTF-32。
2 ,按所表示的文字分類
語言 字符集 正式名稱
英語、西歐語 ASCII,ISO-8859-1 MBCS 多字節(jié)
簡體中文 GB2312 MBCS 多字節(jié)
繁體中文 BIG5 MBCS 多字節(jié)
簡繁中文 GBK MBCS 多字節(jié)
中文、日文及朝鮮語 GB18030 MBCS 多字節(jié)
各國語言 UNICODE,UCS DBCS 寬字節(jié)
三,編碼
UTF-8:采用變長字節(jié) (1 ASCII, 2 希臘字母, 3 漢字, 4 平面符號(hào)) 表示,網(wǎng)絡(luò)傳輸, 即使錯(cuò)了一個(gè)字節(jié),不影響其他字節(jié),而雙字節(jié)只要一個(gè)錯(cuò)了,其他也錯(cuò)了,具體如下:
如果只有一個(gè)字節(jié)則其最高二進(jìn)制位為0;如果是多字節(jié),其第一個(gè)字節(jié)從最高位開始,連續(xù)的二進(jìn)制位值為1的個(gè)數(shù)決定了其編碼的字節(jié)數(shù),其余各字節(jié)均以10開頭。UTF-8最多可用到6個(gè)字節(jié)。
UTF-16:采用2字節(jié),Unicode中不同部分的字符都同樣基于現(xiàn)有的標(biāo)準(zhǔn)。這是為了便于轉(zhuǎn)換。從 0x0000到0x007F是ASCII字符,從0x0080到0x00FF是ISO-8859-1對(duì)ASCII的擴(kuò)展。希臘字母表使用從0x0370到0x03FF 的代碼,斯拉夫語使用從0x0400到0x04FF的代碼,美國使用從0x0530到0x058F的代碼,希伯來語使用從0x0590到0x05FF的代 碼。中國、日本和韓國的象形文字(總稱為CJK)占用了從0x3000到0x9FFF的代碼;由于0x00在c語言及操作系統(tǒng)文件名等中有特殊意義,故很多情況下需要UTF-8編碼保存文本,去掉這個(gè)0x00。舉例如下:
UTF-16: 0x0080 = 0000 0000 1000 0000
UTF-8: 0xC280 = 1100 0010 1000 0000
UTF-32:采用4字節(jié)。
優(yōu)缺點(diǎn)
UTF-8、UTF-16和UTF-32都可以表示有效編碼空間 (U+000000-U+10FFFF) 內(nèi)的所有Unicode字符。
使用UTF-8編碼時(shí)ASCII字符只占1個(gè)字節(jié),存儲(chǔ)效率比較高,適用于拉丁字符較多的場合以節(jié)省空間。
對(duì)于大多數(shù)非拉丁字符(如中文和日文)來說,UTF-16所需存儲(chǔ)空間最小,每個(gè)字符只占2個(gè)字節(jié)。
Windows NT內(nèi)核是Unicode(UTF-16),采用UTF-16編碼在調(diào)用系統(tǒng)API時(shí)無需轉(zhuǎn)換,處理速度也比較快。
采用UTF-16和UTF-32會(huì)有Big Endian和Little Endian之分,而UTF-8則沒有字節(jié)順序問題,所以UTF-8適合傳輸和通信。
UTF-32采用4字節(jié)編碼,一方面處理速度比較快,但另一方面也浪費(fèi)了大量空間,影響傳輸速度,因而很少使用。
四,如何判斷字符集
1,字節(jié)序
首先說一下字節(jié)序?qū)幋a的影響,字節(jié)序分為Big Endian字節(jié)序和Little Endian字節(jié)序。不同的處理器可能不一樣。所以,傳輸時(shí)需要告訴處理器當(dāng)時(shí)的編碼字節(jié)序。對(duì)于前者而言,高位字節(jié)存在低地址,低字節(jié)存于高地址;后者相反。例如,0X03AB,
Big Endian字節(jié)序
0000: 0 3
0001: AB
Little Endian字節(jié)序是
0000: AB
0001: 0 3
2,編碼識(shí)別
UNICODE,根據(jù)前幾個(gè)字節(jié)可以判斷UNICODE字符集的各種編碼,叫做Byte Order Mask方法BOM:
UTF-8: EFBBBF (符合UTF-8格式,請看上面。但沒有含義在UCS即UNICODE中)
UTF-16 Big Endian:FEFF (沒有含義在UCS-2中)
UTF-16 Little Endian:FFFE (沒有含義在UCS-2中)
UTF-32 Big Endian:0000FEFF (沒有含義在UCS-4中)
UTF-32 Little Endian:FFFE0000 (沒有含義在UCS-4中)
GB2312:高字節(jié)和低字節(jié)的第1位都是1。
BIG5,GBK&GB18030:高字節(jié)的第1位為1。操作系統(tǒng)有默認(rèn)的編碼,常為GBK,可以下載別的并升級(jí)。通過判斷高字節(jié)的第1位從而知道是ASCII或者漢字編碼。