字符编码模板

让我们来分析这个问题。图片中的标题是“编码”和“编码模板”，左侧是三个数字 [0,127]、[128,2047] 和 [2048,65535]，右侧是对应的编码模板，分别是 0???????、110????? 10?????? 和 1110???? 10?????? 10??????。问题提到“如果字符占4个字节”，我们需要推断这些编码模板的含义。

分析背景

从编码模板的模式来看，这很像是 UTF-8 编码的变种或类似的多字节编码方式。UTF-8 是一种变长编码方案，根据字符的 Unicode 码点（code point）使用不同长度的字节来表示字符：

• [0, 127]：1 字节，格式为 0xxxxxxx（7 位）
• [128, 2047]：2 字节，格式为 110xxxxx 10xxxxxx（11 位）
• [2048, 65535]：3 字节，格式为 1110xxxx 10xxxxxx 10xxxxxx（16 位）

这些范围和模板与 UTF-8 的编码规则非常相似。? 通常表示可变位（即用来存储字符码点的位）。但问题提到“字符占4个字节”，这需要我们进一步思考。

4字节的含义

在 UTF-8 中，4 字节编码通常用于表示更大的 Unicode 码点范围 [65536, 1114111]（即 0x10000 到 0x10FFFF），模板是：

• 11110xxx 10xxxxxx 10xxxxxx 10xxxxxx（21 位）

但图片中只给出了 1 到 3 字节的编码模板，范围到 [2048, 65535]，没有提到 4 字节的模板。然而，问题明确问“如果字符占4个字节”，这可能暗示我们需要推导 4 字节的编码模板，或者假设所有字符都用 4 字节固定长度编码。

假设 1：固定 4 字节编码

如果所有字符都用 4 字节固定长度编码（而不是变长），那就不符合图片中的变长模板了。固定 4 字节编码通常是 UTF-32 的一种形式，每个字符直接用 32 位（4 字节）表示，没有前缀位，直接存储码点值：

• 模板可能是 xxxxxxxx xxxxxxxx xxxxxxxx xxxxxxxx（32 位）

但这与图片中的变长编码模板不符，图片明显是变长编码（类似 UTF-8），所以这个假设可能不正确。

假设 2：扩展到 4 字节的变长编码

更合理的解释是，图片展示的是一个类似 UTF-8 的变长编码方案，但问题要求我们推导 4 字节的情况。基于图片的模式，我们可以推测：

• 1 字节：0???????（7 位，[0, 127]）
• 2 字节：110????? 10??????（5+6=11 位，[128, 2047]）
• 3 字节：1110???? 10?????? 10??????（4+6+6=16 位，[2048, 65535]）

按照 UTF-8 的逻辑，4 字节的模板应该是：

• 4 字节：11110??? 10?????? 10?????? 10??????（3+6+6+6=21 位，[65536, 1114111]）

这个模板可以编码更大的范围，符合 Unicode 的最大范围（0x10FFFF）。这里的 ? 表示可变位，用来存储字符的码点。

最终答案

基于图片中的模式和“字符占4个字节”的要求，最合理的解释是问题在问 4 字节编码的模板，延续图片中的变长编码规则。类似 UTF-8 的 4 字节编码模板是：

编码模板：11110??? 10?????? 10?????? 10??????

这表示一个 4 字节的编码，其中：

• 首字节以 11110 开头，后面 3 位（???）存储码点的高位；
• 后续 3 个字节以 10 开头，每字节 6 位（??????），共 18 位；
• 总共可存储 21 位的码点，范围是 [65536, 1114111]。