JavaScript 有个 Unicode 的天坑

最近笔者在项目中遇到了emoji表情的处理，期间发现js处理多字节字符时会有较多坑，记录一下与各位分享。

本文涉及知识点：

Unicode (BMP/SP) UTF-8 UTF-16 UTF-32 UCS-2 javascript字符处理

Unicode

Unicode是目前绝大多数程序使用的字符编码，定义也很简单，用一个码点(code point)映射一个字符。码点值的范围是从U+0000到U+10FFFF，可以表示超过110万个符号。下面是一些符号与它们的码点

• A的码点 U+0041
• a的码点 U+0061
• ©的码点 U+00A9
• ☃的码点 U+2603
• ?的码点 U+1F4A9

对于每个码点，Unicode还会配上一小段文字说明，可以在codepoints.net查到，比如 ?的码点说明

Unicode最前面的65536个字符位，称为基本平面（BMP-—Basic Multilingual Plane），它的码点范围是从U+0000到U+FFFF。最常见的字符都放在这个平面，这是Unicode最先定义和公布的一个平面。

剩下的字符都放在补充平面（Supplementary Plane），码点范围从U+010000一直到U+10FFFF，共16个。

UTF与UCS

UTF（Unicode transformation format）Unicode转换格式，是服务于Unicode的，用于将一个Unicode码点转换为特定的字节序列。常见的UTF有

UTF-8 可变字节序列，用1到4个字节表示一个码点 UTF-16 可变字节序列，用2或4个字节表示一个码点 UTF-32 固定字节序列，用4个字节表示一个码点

UTF-8对ASCⅡ编码是兼容的，都是一个字节，超过U+07FF的部分则用了复杂的转换方式来映射Unicode，具体不再详述。

UTF-16对于BMP的码点，采用2个字节进行编码，而BMP之外的码点，用4个字节组成代理对（surrogate pair）来表示。其中前两个字节范围是U+D800到U+DBFF，后两个字节范围是U+DC00到U+DFFF，通过以下公式完成映射（H：高字节 L：低字节 c：码点）

H = Math.floor((c-0x10000) / 0x400)+0xD800

L = (c – 0x10000) % 0x400 + 0xDC00

比如 ? 用UTF-16表示就是”\uD83D\uDCA9″

UCS（Universal Character Set）通用字符集，是一个ISO标准，目前与Unicode可以说是等价的。

相对于UTF，UCS也有自己的转换方法（编码）。如

UCS-2 用2个字节表示BMP的码点 UCS-4 用4个字节表示码点

UCS-2是一个过时的编码方式，因为它只能编码基本平面（BMP)的码点，在BMP的编码上，与UTF-16是一致的，所以可以认为是UTF-16的一个子集。

UCS-4则与UTF-32等价，都是用4个字节来编码Unicode。

javascript字符处理

辣莫，js到底是用的啥编码呢？答案是UCS-2。咦，刚刚不是说UCS-2过时了吗？首先看下年表

1990 UCS-2 诞生 1995.5 JavaScript 诞生 1996.7 UTF-16 诞生

也就是说，Brendan Eich在写JS的时候，UTF-16还没问世，所以只能用UCS-2的方式来处理字符，也因此留下了隐患。

坑1——length属性

先看一个简单的例子：

>”\uD83D\uDCA9″ === “?” >true >”?”.length >2

因为”?”在JS的编码是”\uD83D\uDCA9″，而JS认为每16位(2字节）即表示一个字符，所以一坨大便是占2个字符的。我们经常用length来判断字符串长度，那产品不干了呀，说好可以输入10个字，为毛输了5个emoji就不给输入了？

怎么破？可以用万能的正则匹配

var regexAstralSymbols = /[\uD800-\uDBFF][\uDC00-\uDFFF]/g; // 匹配UTF-16的代理对 function countSymbols(string) { return string // 把代理对改为一个BMP的字符. .replace(regexAstralSymbols, '_') // …这时候取长度就妥妥的啦. .length; } countSymbols('?'); // 1

坑2——反转字符串

js里怎么反转（reverse）字符串？相信有些同学已经想到了一个极简的方案

function reverse(str) { return str.split('').reverse().join(''); }

js虽没有直接的反转字符串的API，但是数组有啊，转数组反转之后再转回字符串，嘿嘿嘿，是不是很机智？这时候Unicode大爷又出来打脸了：你们呐，sometimes naive！

拿刚才的函数反转带有?的字符串试试

reverse('这是一坨?') "��坨一是这"

�的Unicode码点是+UFFFD，通常用来表示Unicode转换时无法识别的字符（也就是乱码）

当?（\uD83D\uDCA9）通过上述方法反转时，变成\uDCA9\uD83D，不是一个合法的代理对（高低字节范围不同），同时，Unicode规定代理对范围内的码点不能单独出现，所以js只能用�表示了。

怎么破？

ES6的Array.from支持代理对的解析

function reverse(string) { return Array.from(string).reverse().join(''); }

使用 Esrever （reverse反转之后就是esrever…)

坑3——码点与字符互转

String.fromCharCode可以将一个码点转换为字符，比如

String.fromCharCode(0x0041) 'A'

但超过BMP平面的就跪了。

>> String.fromCharCode(0x1F4A9) // U+1F4A9 '' // U+F4A9, not U+1F4A9

事实上这个API是支持俩参数的，分别是代理对的高低字节。所以需要通过公式计算出对应的高低字节

>> String.fromCharCode(0xD83D, 0xDCA9) '?' // U+1F4A9 >> '?'.charCodeAt(0) 0xD83D

一个字，蛋疼！

怎么破？ ES6大法好。

>> String.fromCodePoint(0x1F4A9) '?' // U+1F4A9 >> '?'.codePointAt(0) 0x1F4A9

坑4——正则匹配

正则匹配符.只能匹配单个“字符”，但js将代理对当成两个单独的“字符”处理，所以匹配不到任何辅助平面字符。

>> /foo.bar/.test('foo?bar') false

思考一下，什么正则表达式可以表示任何Unicode字符？ 显然.是不够的，因为它不能匹配辅助平面字符或者换行符。那么用\s\S呢？

>> /^[\s\S]$/.test('?') false

怀疑人生了~~正确的匹配任意Unicode字符的正则如下：

>> /[\0-\uD7FF\uE000-\uFFFF]|[\uD800-\uDBFF][\uDC00-\uDFFF]|[\uD800-\uDBFF](?![\uDC00-\uDFFF])|(?:[^\uD800-\uDBFF]|^)[\uDC00-\uDFFF]/.test('?') // wtf true

怎么破？ ES6给出一个简单的方法——增加一个u标志

>> /foo.bar/u.test('foo?bar') true

注意：这里的.还是不能匹配换行符。

ES6的Unicode支持

从上面的例子中可以看出，ES6已经在很努力地填坑了。对于Unicode字符，ES6支持新的表示方法 \u{1F4A9} 加上花括号后，可以把码点直接填进去来表示，而不用去计算代理对。再补充2点：

1. 为了向后兼容，字符串的length属性还是用双字节判断的，所以要用Array.from(str).length。

2. 遍历字符串的时候，可以用for(let s of str) {}

小手一抖，资料全有。长按二维码关注京程一灯，阅读更多技术文章和业界动态。