【單片機筆記】關於字符編碼,UTF-8、GBK、UTF8、GB2312之間的區別和關係

UTF-8:Unicode TransformationFormat-8bit,允許含BOM,但通常不含BOM。是用以解決國際上字符的一種多字節編碼,它對英文使用8位(即一個字節),中文使用24爲(三個字節)來編碼。UTF-8包含全世界所有國家需要用到的字符,是國際編碼,通用性強。UTF-8編碼的文字可以在各國支持UTF8字符集的瀏覽器上顯示。如,如果是UTF8編碼,則在外國人的英文IE上也能顯示中文,他們無需下載IE的中文語言支持包。

GBK是國家標準GB2312基礎上擴容後兼容GB2312的標準。GBK的文字編碼是用雙字節來表示的,即不論中、英文字符均使用雙字節來表示,爲了區分中文,將其最高位都設定成1。GBK包含全部中文字符,是國家編碼,通用性比UTF8差,不過UTF8佔用的數據庫比GBK大。

GBK、GB2312等與UTF8之間都必須通過Unicode編碼才能相互轉換:
GBK、GB2312--Unicode--UTF8
UTF8--Unicode--GBK、GB2312

 

簡單從功能上說:

1、GBK通常指GB2312編碼 只支持簡體中文字

2、utf通常指UTF-8,支持簡體中文字、繁體中文字、英文、日文、韓文等語言(支持文字更廣)

3、通常國內使用utf-8和gb2312,看自己需求選擇

 

1、字符編碼、內碼,順帶介紹漢字編碼
字符必須編碼後才能被計算機處理。計算機使用的缺省編碼方式就是計算機的內碼。早期的計算機使用7位的ASCII編碼,爲了處理漢字,程序員設計了用於簡體中文的GB2312和用於繁體中文的big5。

GB2312(1980年)一共收錄了7445個字符,包括6763個漢字和682個其它符號。漢字區的內碼範圍高字節從B0-F7,低字節從A1-FE,佔用的碼位是72*94=6768。其中有5個空位是D7FA-D7FE。

GB2312支持的漢字太少。1995年的漢字擴展規範GBK1.0收錄了21886個符號,它分爲漢字區和圖形符號區。漢字區包括21003個字符。

從ASCII、GB2312到GBK,這些編碼方法是向下兼容的,即同一個字符在這些方案中總是有相同的編碼,後面的標準支持更多的字符。在這些編碼中,英文和中文可以統一地處理。區分中文編碼的方法是高字節的最高位不爲0。按照程序員的稱呼GB2312、GBK都屬於雙字節字符集 (DBCS)。

2、Unicode、UCS和UTF
Unicode只與ASCII兼容(更準確地說,是與ISO-8859-1兼容),與GB碼不兼容。例如“漢”字的Unicode編碼是6C49,而GB碼是BABA。

Unicode也是一種字符編碼方法,不過它是由國際組織設計,可以容納全世界所有語言文字的編碼方案。Unicode的學名是"UniversalMultiple-Octet Coded Character Set",簡稱爲UCS。UCS可以看作是"Unicode CharacterSet"的縮寫。

3、UCS-2、UCS-4、BMP
UCS有兩種格式:UCS-2和UCS-4。顧名思義,UCS-2就是用兩個字節編碼,UCS-4就是用4個字節(實際上只用了31位,最高位必須爲0)編碼。

4、UTF編碼

UTF-8就是以8位爲單元對UCS進行編碼。從UCS-2到UTF-8的編碼方式如下:

UCS-2編碼(16進制) UTF-8 字節流(二進制) 
0000 - 007F 0xxxxxxx 
0080 - 07FF 110xxxxx 10xxxxxx 
0800 - FFFF 1110xxxx 10xxxxxx 10xxxxxx

例如“漢”字的Unicode編碼是6C49。6C49在0800-FFFF之間,所以肯定要用3字節模板了:1110xxxx 10xxxxxx10xxxxxx。將6C49寫成二進制是:0110 110001 001001, 用這個比特流依次代替模板中的x,得到:1110011010110001 10001001,即E6 B1 89。

UTF-16以16位爲單元對UCS進行編碼。對於小於0x10000的UCS碼,UTF-16編碼就等於UCS碼對應的16位無符號整數。對於不小於0x10000的UCS碼,定義了一個算法。不過由於實際使用的UCS2,或者UCS4的BMP必然小於0x10000,所以就目前而言,可以認爲UTF-16和UCS-2基本相同。但UCS-2只是一個編碼方案,UTF-16卻要用於實際的傳輸,所以就不得不考慮字節序的問題。

5、UTF的字節序和BOM
UTF-8以字節爲編碼單元,沒有字節序的問題。UTF-16以兩個字節爲編碼單元,在解釋一個UTF-16文本前,首先要弄清楚每個編碼單元的字節序。例如“奎”的Unicode編碼是594E,“乙”的Unicode編碼是4E59。如果我們收到UTF-16字節流“594E”,那麼這是“奎”還是“乙”?

Unicode規範中推薦的標記字節順序的方法是BOM。BOM不是“Bill Of Material”的BOM表,而是Byte order Mark。BOM是一個有點小聰明的想法:

在UCS編碼中有一個叫做"ZERO WIDTH NO-BREAKSPACE"的字符,它的編碼是FEFF。而FFFE在UCS中是不存在的字符,所以不應該出現在實際傳輸中。UCS規範建議我們在傳輸字節流前,先傳輸字符"ZERO WIDTH NO-BREAK SPACE"。

這樣如果接收者收到FEFF,就表明這個字節流是Big-Endian的;如果收到FFFE,就表明這個字節流是Little-Endian的。因此字符"ZERO WIDTH NO-BREAK SPACE"又被稱作BOM。

UTF-8不需要BOM來表明字節順序,但可以用BOM來表明編碼方式。字符"ZERO WIDTH NO-BREAKSPACE"的UTF-8編碼是EF BB BF(讀者可以用我們前面介紹的編碼方法驗證一下)。所以如果接收者收到以EF BBBF開頭的字節流,就知道這是UTF-8編碼了。

By Urien 2019年8月17日 13:33:15

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