字符编码--丛起原到代码

先从字符编码讲起。

1、美国人首先对其英文字符进行了编码,也就是最早的ascii码,用一个字节的低7位来表示英文的128个字符,高1位统一为0;

2、后来欧洲人发现尼玛你这128位哪够用,比如我高贵的法国人字母上面的还有注音符,这个怎么区分,得,把高1位编进来吧,这样欧洲普遍使用一个全字节进行编码,最多可表示256位。欧美人就是喜欢直来直去,字符少,编码用得位数少;

3、但是即使位数少,不同国家地区用不同的字符编码,虽然0--127表示的符号是一样的,但是128--255这一段的解释完全乱套了,即使2进制完全一样,表示的字符完全不一样,比如135在法语,希伯来语,俄语编码中完全是不同的符号;

4、更麻烦的是,尼玛这电脑高科技传到中国后,中国人发现我们有10万多个汉字,你们欧美这256字塞牙缝都不够。于是就发明了GB2312这些汉字编码,典型的用2个字节来表示绝大部分的常用汉字,最多可以表示65536个汉字字符,这样就不难理解有些汉字你在新华字典里查得到,但是电脑上如果不处理一下你是显示不出来的了吧。

5、这下各用各的字符集编码,这世界咋统一?俄国人发封email给中国人,两边字符集编码不同,尼玛显示都是乱码啊。为了统一,于是就发明了unicode,将世界上所有的符号都纳入其中,每一个符号都给予一个独一无二的编码,现在unicode可以容纳100多万个符号,每个符号的编码都不一样,这下可统一了,所有语言都可以互通,一个网页页面里可以同时显示各国文字。

6、然而,unicode虽然统一了全世界字符的二进制编码,但没有规定如何存储啊,亲。x86和amd体系结构的电脑小端序和大端序都分不清,别提计算机如何识别到底是unicode还是acsii了。如果Unicode统一规定,每个符号用三个或四个字节表示,那么每个英文字母前都必然有二到三个字节是0,文本文件的大小会因此大出二三倍,这对于存储来说是极大的浪费。这样导致一个后果:出现了Unicode的多种存储方式。

7、互联网的兴起,网页上要显示各种字符,必须统一啊,亲。utf-8就是Unicode最重要的实现方式之一。另外还有utf-16、utf-32等。UTF-8不是固定字长编码的,而是一种变长的编码方式。它可以使用1~4个字节表示一个符号,根据不同的符号而变化字节长度。这是种比较巧妙的设计,如果一个字节的第一位是0,则这个字节单独就是一个字符;如果第一位是1,则连续有多少个1,就表示当前字符占用多少个字节。

8、注意unicode的字符编码和utf-8的存储编码表示是不同的,例如"严"字的Unicode码是4E25,UTF-8编码是E4B8A5,这个7里面解释了的,UTF-8编码不仅考虑了编码,还考虑了存储,E4B8A5是在存储识别编码的基础上塞进了4E25。

9、UTF-8 使用一至四个字节为每个字符编码。128 个 ASCII 字符(Unicode 范围由 U+0000 至 U+007F)只需一个字节,带有变音符号的拉丁文、希腊文、西里尔字母、亚美尼亚语、希伯来文、阿拉伯文、叙利亚文及马尔代夫语(Unicode 范围由 U+0080 至 U+07FF)需要二个字节,其他基本多文种平面(BMP)中的字符(CJK属于此类-Qieqie注)使用三个字节,其他 Unicode 辅助平面的字符使用四字节编码。 

10、最后,汉字到底占几个字节? 常规来看,中文汉字在utf-8中到底占几个字节,一般是3个字节,最常见的编码方式是1110xxxx 10xxxxxx 10xxxxxx。

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UNICODE是万能编码,包含了所有符号的编码,它规定了所有符号在计算机底层的二进制的表示顺序。有关Unicode为什么会出现就不叙述了。

Unicode是针对所有计算机的使用者定义一套统一的编码规范,这样计算机使用者就避免了编码转换的问题。

Unicode定义了所有符号的二进制形式,也就是符号如何在计算机内部存储的,而且每个符号规定都必须使用两个字节来表示,也就是用16位二进制去代表一个符号,这样就导致了一个问题,英文编码的空间浪费,因为在ANSI中的符号都是一个字节来表示的,而使用了UNICODE编码就白白浪费了一个字节。也就代表着Unicode需要使用两倍的空间去存储相应的ANSI编码下的符号。虽然现在硬盘或者内存都很廉价,但是在网络传输中,这个问题就凸显出来了,你可以这样想想,本来1M的带宽在ANSI下可以代表1024*1024个字符,但是在Unicode下却只能代表1024*1024/2个字符。也就是1MB/s的带宽只能等价于512KB/s,这个很可怕啊。所以为了解决符号在网络中传输的浪费问题,就出现了UTF-8编码,Unicode transfer format -8 ,后面的8代表是以8位二进制为单位来传输符号的。

但是这样又导致了一个问题,虽然UTF-8可以使用一个字节来表示ANSI下的符号,但是对于其它类似汉语的符号,得需要两个字节来表示,所以计算机不知道如何去截取一个符号,也就是一个符号对应的二进制的截取开始位置和截取结束位置。

所以为了解决Unicode下的ANSI符号的空间浪费和网络传输下如何截取字符的问题,UTF规定:

如果一个符号只占一个字节,那么这个8位字节的第一位就为0。
如果为两个字节,那么规定第一个字节的前两位都为1,然后第一个字节的第三位为0,第二个字节的前两位为10。如果是三个字节的话,那么第一个字节的前三位为111,第四位为0,剩余的两个字节的前两位都为10。
按照这样的算法去思考一个中文字符的UTF-8是怎么表示的:一个中文字符需要两个字节来表示,两个字节一共是16位,那么UTF-8下,两个字节是不够的,因为两个字节下,第一个字节已经占据了三位:110,然后剩余的一个字节占据了两位:10,现在就只剩下11位,与Unicode下的两个字节,16位去表示任意一个字符是相悖的。所以就使用三个字节去表示非ANSI字符:三个字节下,一共是24位,第一个字节头四位是:1110,后两个字节的前两位都是:10,那么24位-8位=16位,刚好两个字节去表示Unicode下的任意一个非ANSI字符。这也就是为什么UTF-8需要使用三个字节去表示一个非ANSI字符的原因了!

Unicode符号范围      |   UTF-8编码方式
(十六进制)           |  (二进制)
--------------------+---------------------------------------------
0000 0000-0000 007F | 0xxxxxxx
0000 0080-0000 07FF | 110xxxxx 10xxxxxx
0000 0800-0000 FFFF | 1110xxxx 10xxxxxx 10xxxxxx
0001 0000-0010 FFFF | 11110xxx 10xxxxxx 10xxxxxx 10xxxxxx

跟据上表,解读UTF-8编码非常简单。如果一个字节的第一位是0,则这个字节单独就是一个字符;如果第一位是1,则连续有多少个1,就表示当前字符占用多少个字节。

题外话:

  然,中国的汉字多达10多万,常用的汉字3500左右[08年统计],如果用3个字节来表示,一共只有2^16(65535)种可能,不足以表示10多万的汉字。所以中日韩的超大字符集是采用的4个字节来表示的,多达6万多个。但是平时使用超大字符集的概率0.01%都不到。所以我们一般认为日常的中文在UTF-8中占三个字节 即可!

多个字节提供的位数超过了所需要的,多余的位以0补全到编码前面

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Unicode是国际组织制定的可以容纳世界上所有文字和zhi符号的字符编码方案,可容纳的字符总数为17*65536=1114112个,但目前实际应用到的只是其中的一小部分。

请注意,这是个编码方案(或者说编码标准),它为世界上目前已存在的所有文字和符号以及将来可能出现的字符都指定(或者说预留)了一个唯一的数字编码,但它并不是具体的实施方式,也就是说Unicode中的数字编码和电脑上的文字编码是不能直接划等号的,UTF-8、UTF-16和UTF-32才是具体的实施方式,其中UTF-8用8位的倍数来表示一个字符,也就是说在UTF-8编码格式中,一个字符可以是8位(一个字节)、16位(两个字节)、24位(三个字节)、32位(四个字节),同理,UTF-16则可以是16位(两个字节)、32位(四个字节),而UTF-32则所有字符都是32位(即四个字节)的。事实上,用三个字节表示一个字符的容量(16777216)已经远远超过Unicode标准中的最大容量(1114112)了。

Unicode字符总共分为17组,每组65536个,所以总共17*65536=1114112个。这个17组,其实就是通常所说的“字符映射表”,或者叫“代码页”。用两个字节来表示字符的最大容量是65536,通过代码页的映射,就可以表示更多的字符了。而UTF-8、UTF-16、UTF-32这些是不局限于两个字节的,所以它们可以表示(或者说装下)超过65536的字符。

英文字母和中文汉字在不同字符集编码下的字节数

英文字母:

字节数 : 1;编码:GB2312

字节数 : 1;编码:GBK

字节数 : 1;编码:GB18030

字节数 : 1;编码:ISO-8859-1

字节数 : 1;编码:UTF-8

字节数 : 4;编码:UTF-16

字节数 : 2;编码:UTF-16BE

字节数 : 2;编码:UTF-16LE

中文汉字:

字节数 : 2;编码:GB2312

字节数 : 2;编码:GBK

字节数 : 2;编码:GB18030

字节数 : 1;编码:ISO-8859-1

字节数 : 3;编码:UTF-8

字节数 : 4;编码:UTF-16

字节数 : 2;编码:UTF-16BE

字节数 : 2;编码:UTF-16LE

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

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"我"  utf-8编码

字符 编码10进制 编码16进制 Unicode编码10进制 Unicode编码16进制
15108241 E68891 25105 6211

"我" utf-8编码的二进制是:111001101000100010010001

"我" Unicode编码二进制: 110001000010001

字符的Unicode编码

       var getUnicode=function(s){return s.charCodeAt().toString(2); }

字符的utf-8编码

       var getUnicode=function(s){var buff=new TextEncoder().encode(s),re="";buff.forEach(function(v){re +=v.toString(2);});return re}

相关转换函数:

var f16t2=function(s){var n10=parseInt(s,16); return n10.toString(2);} //16进制转2进制

var f2t16=function(s){var n10=parseInt(s,2); return n10.toString(16);} //2进制转16进制

var buff = new TextEncoder().encode("我");//  Uint8Array [230, 136, 145]  --》E6,88,91

js的charCodeAt() 方法可返回指定位置的字符的 Unicode 编码。这个返回值是 0 - 65535 之间的整数。

默认将返回位置 1 的字符的 Unicode 编码:

var str="我是谁";
str.charCodeAt(0).toString(2);  // "110001000010001"
"我".charCodeAt();  // 25105
str.charCodeAt(0).toString(2);//"110001000010001"


 

Unicode中文汉字编码范围
16进制表示:\u4e00(对应汉字是"一")至\u9fa5(对应汉字是"龥")
对应的十进制:19968至40869

不对吧,Unicode有两套标准,一套叫UCS-2(Unicode-16),用2个字节为字符编码,另一套叫UCS-4(Unicode-32),用4个字节为字符编码。简体和繁体总共有6~7万个汉字。

相关链接:

        https://blog.csdn.net/songcf_faith/article/details/48999751

        https://www.cnblogs.com/wpcockroach/p/3907324.html

posted @ 2021-02-08 23:36  笠航  阅读(253)  评论(1编辑  收藏  举报