专栏首页lulianqiUNICODE与ASCII

UNICODE与ASCII

1.ASCII的特点

     ASCII 是用来表示英文字符的一种编码规范。每个ASCII字符占用1 个字节,因此,ASCII 编码可以表示的最大字符数是255(00H—FFH)。这对于英文而言,是没有问题的,一般只什么用到前128个(00H--7FH,最高位为0)。而最高位为1 的另128 个字符(80H—FFH)被称为“扩展ASCII”,一般用来存放英文的制表符、部分音标字符等等的一些其它符号。

     但是对于中文等比较复杂的语言,255个字符显然不够用。于是,各个国家纷纷制定了自己的文字编码规范,其中中文的文字编码规范叫做“GB2312—80”, 它是和ASCII 兼容的一种编码规范, 其实就是利用扩展ASCII没有真正标准化这一点,把一个中文字符用两个扩展ASCII 字符来表示,以区分ASCII 码部分。      但是这个方法有问题,最大的问题就是中文的文字编码和扩展ASCII 码有重叠。而很多软件利用扩展ASCII 码的英文制表符来画表格,这样的软件用到中文系统中,这些表格就会被误认作中文字符,出现乱码。另外,由于各国和各地区都有自己的文字编码规则,它们互相冲突,这给各国和各地区交换信息带来了很大的麻烦。

2.UNICODE的产生

     要真正解决这个问题,不能从扩展ASCII 的角度入手,UNICODE作为一个全新的编码系统应运而生,它可以将中文、法文、德文……等等所有的文字统一起来考虑,为每一个文字都分配一个单独的编码。

3.什么是UNICODE

      Unicode与ASCII一样也是一种字符编码方法,它占用两个字节(0000H—FFFFH),容纳65536 个字符,这完全可以容纳全世界所有语言文字的编码。在Unicode 里,所有的字符都按一个字符来处理, 它们都有一个唯一的Unicode 码。

4.使用UNICODE的好处

      使用Unicode 编码可以使您的工程同时支持多种语言, 使您的工程国际化。即在不同语言的系统下不至于产生乱码。



UNICODE   UTF8

ASCII码

在计算机内部,所有的信息最终都表示为一个二进制的字符串。

每一个二进制位有0和1两种状态,因此八个二进制位就可以组合出256种状态,这被称为一个字节。

一个字节一共可以用来表示256种不同的状态,每一个状态对应一个符号,就是256个符号,从0000000到11111111。

上个世纪60年代,美国制定了一套字符编码,对英语字符与二进制位之间的关系,做了统一规定。

这被称为ASCII码,一直沿用至今。

ASCII码一共规定了128个字符的编码。

这128个符号,只占用了一个字节的后面7位,最前面的1位统一规定为0。

ASCII 码刚开始制定时虽然用了一个字节的长度,但是空着最前的一位,所以只用了7位,还有一位没用起来,那么如果把这一位也用起来的话,也就是8位二进制,那么就可以表示256个字符了,于是扩展 ASCII 码诞生,保留原始的7位的基础上,使用了最前的一位。

2、非ASCII编码

英语用128个符号编码就够了,但是用来表示其他语言,128个符号是不够的。

于是,一些欧洲国家就决定,利用字节中闲置的最高位编入新的符号。

这样一来,这些欧洲国家使用的编码体系,可以表示最多256个符号。

但是,这里又出现了新的问题。

不同的国家有不同的字母,因此,哪怕它们都使用256个符号的编码方式,代表的字母却不一样。

3.Unicode

正如上一节所说,世界上存在着多种编码方式,同一个二进制数字可以被解释成不同的符号。

可以想象,如果有一种编码,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,那么乱码问题就会消失。这就是Unicode,就像它的名字都表示的,这是一种所有符号的编码。

Unicode当然是一个很大的集合,现在的规模可以容纳100多万个符号。每个符号的编码都不一样,比如,U+0639表示阿拉伯字母Ain,U+0041表示英语的大写字母A,U+4E25表示汉字"严"。具体的符号对应表,可以查询unicode.org,或者专门的汉字对应表。

4. Unicode的问题

Unicode只是一个符号集,它只规定了符号的二进制代码,却没有规定这个二进制代码应该如何存储。

这里就有两个严重的问题,第一个问题是,如何才能区别Unicode和ASCII?

计算机怎么知道三个字节表示一个符号,而不是分别表示三个符号呢?

第二个问题是,英文字母只用一个字节表示就够了,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,这对于存储来说是极大的浪费,文本文件的大小会因此大出二三倍,这是无法接受的。

它们造成的结果是:

1)出现了Unicode的多种存储方式,也就是说有许多种不同的二进制格式,可以用来表示Unicode。

2)Unicode在很长一段时间内无法推广,直到互联网的出现。

5.UTF-8

UTF-8就是在互联网上使用最广的一种Unicode的实现方式。

其他实现方式还包括UTF-16和UTF-32,不过在互联网上基本不用。

重复一遍,这里的关系是,UTF-8是Unicode的实现方式之一。

UTF-8最大的一个特点,就是它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。

UTF-8的编码规则很简单,只有二条:

1)对于单字节的符号,字节的第一位设为0,后面7位为这个符号的unicode码。

因此对于英语字母,UTF-8编码和ASCII码是相同的。

2)对于n字节的符号,第一个字节的前n位都设为1,第n+1位设为0,后面字节的前两位一律设为10。

剩下的没有提及的二进制位,全部为这个符号的unicode码。

下表总结了编码规则,字母x表示可用编码的位。

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。

6. Little endian和Big endian

Unicode码可以采用UCS-2格式直接存储。

以汉字"严"为例,Unicode码是4E25,需要用两个字节存储,一个字节是4E,另一个字节是25。

存储的时候,4E在前,25在后,就是Big endian方式;25在前,4E在后,就是Little endian方式。

因此,第一个字节在前,就是"大头方式"(Big endian),第二个字节在前就是"小头方式"(Little endian)。

Unicode规范中定义,每一个文件的最前面分别加入一个表示编码顺序的字符,这个字符的名字叫做"零宽度非换行空格",用FEFF表示。这正好是两个字节,而且FF比FE大1。

如果一个文本文件的头两个字节是FE FF,就表示该文件采用大头方式;如果头两个字节是FF FE,就表示该文件采用小头方式。

Unicode 虽然能容纳上百万数量的字符,但是它只是一个巨大的字符集,仅仅规定了每个符号的二进制代码,却没有制定细化的存储规则,例如当用三个字节存储一个字符时,它同时也可以被理解为存储了三个 ASCII 码,另外我们之前知道 ASCII 码只需要一个字节,但是如果 Unicode 规定每个字符使用三个字节来存储的话,那岂不是额外浪费两个字节的空间?所有这些未细化的问题都将导致 Unicode 的不一致性。

首先我们要明确 UTF-8(8-bit Unicode Transformation Format)是在统一码(Unicode)基础上细化并优化后的一种长度可变的字符编码方式,它是实现 Unicode 的方式之一,除了 UTF-8,还有UTF-16,UTF-32 等都可以实现 Unicode,但是 UTF-8 相对而言是用的最为广泛的。

UTF-8 可以使用1到4个字节来表示字符,它通过自身的规则能够灵活地变化长度来存储 Unicode 字符。

本文参与腾讯云自媒体分享计划,欢迎正在阅读的你也加入,一起分享。

我来说两句

0 条评论
登录 后参与评论

相关文章

  • UNICODE,GBK,UTF-8

    UNICODE,GBK,UTF-8     简单来说,unicode,gbk和大五码就是编码的值,而utf-8,uft-16之类就是这个值的表现形式.而前面那三...

    lulianqi
  • Stream 流操作

    Stream 是所有流的抽象基类(不能被实例化,需要使用他的派生类FileStream/MemoryStream/BufferedStream)。流是字节序列的...

    lulianqi
  • FreeHttp (a fiddler add in to temper the http)

    FreeHttp is a Fiddler plugin. With FreeHttp you can modify the request or respon...

    lulianqi
  • 【Python3】02、python编码

           因为字符编码的问题而苦恼不已,于是阅读了大量的博客,再进行了一定的测试,基本搞清楚了编码问题的前因后果。

    py3study
  • Python入门之字符编码

    一、字节编码的基础知识 一、计算机基础知识 #1 我们的程序都是运行在特定的操作系统内,例如window,linux,mac等等 #2 运行应用程序,需要要操作...

    Jetpropelledsnake21
  • 各种字符编码详解

    相信很多人编程中经常遇到编码问题,也在这上面踩了不少坑。花了点时间把所有常用的编码搞清楚。

    serena
  • Python2中的中文字符编解码浅析

    自动化测试过程中,输入文本、读取文件、解析网络请求、字符串断言、正则匹配这些步骤都是必不可少的。而Python是测试过程中最为常用的语言之一,很多测试团队的自动...

    腾讯移动品质中心TMQ
  • 乱码,乱码

    早期计算机在设计时采用8个比特(bit)作为一个字节(byte),所以,一个字节能表示的最大的整数就是255(二进制11111111=十进制255),如果要表示...

    奋飛
  • Unicode编码

    这是一篇程序员写给程序员的趣味读物。所谓趣味是指可以比较轻松地了解一些原来不清楚的概念,增进知识,类似于打RPG游戏的升级。整理这篇文章的动机是两个问题:

    硬核编程
  • UNICODE,GBK,UTF-8

    UNICODE,GBK,UTF-8     简单来说,unicode,gbk和大五码就是编码的值,而utf-8,uft-16之类就是这个值的表现形式.而前面那三...

    lulianqi

扫码关注云+社区

领取腾讯云代金券