Unicode 与 UTF-8 编码详解_u0088-优快云博客

基础概念

解码：字节流 —> Unicode对象
编码：Unicode对象 —> 字节流

在计算机内存中，统一使用Unicode编码，当需要保存到硬盘或者需要传输的时候，就转换为UTF-8编码。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。UTF-8是Unicode的最常见的一种实现方式

Unicode 与 UTF-8

完整版请点链接：《字符编码详解》

UTF-8的编码规则很简单，只有二条：

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
对于n字节的符号（n>1），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

Unicode符号范围(十六进制)	UTF-8编码方式（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

上表中第一列是十六进制。十六进制的两位相当于二进制的八位，即一个字节。上表中0000 007F是4个字节。

下面，还是以汉字“严”为例，演示如何实现UTF-8编码。

已知“严”的Unicode是4E25（0100 1110 0010 0101），根据上表，可以发现4E25处在第三行的范围内（0000 0800-0000 FFFF），因此“严”的UTF-8编码需要三个字节，即格式是“1110xxxx 10xxxxxx 10xxxxxx”。然后，从“严”的最后一个二进制位开始，依次从后向前填入格式中的x，多出的位补0。这样就得到了，“严”的UTF-8编码是“11100100 10111000 10100101”，转换成十六进制就是E4B8A5。

下面，举一个实例:

打开记事本Notepad.exe，新建一个文本文件，内容就是一个“严”字，依次采用ANSI，Unicode，Unicode big Endian 和 UTF-8编码方式保存。然后，用文本编辑软件UltraEdit的”十六进制功能“，观察该文件的内部编码方式。

ANSI
文件的编码就是两个字节“D1 CF”，这正是“严”的GB2312编码，这也暗示GB2312是采用大头方式存储的
Unicode
编码是四个字节“FF FE 25 4E”，其中“FF FE”表明是小头方式存储，真正的编码是4E25。
Unicode big Endian
编码是四个字节“FE FF 4E 25”，其中“FE FF”表明是大头方式存储。
UTF-8
编码是六个字节“EF BB BF E4 B8 A5”，前三个字节“EF BB BF”表示这是UTF-8编码，后三个“E4B8A5”就是“严”的具体编码，它的存储顺序与编码顺序是一致的

比如，汉字“严”的Unicode是十六进制数4E25，转换成二进制数足足有15位（100111000100101），也就是说这个符号的表示至少需要2个字节。表示其他更大的符号，可能需要3个字节或者4个字节，甚至更多。

Code Page

用对应的某个数字，Code Page Number，即Code Page中的标识符（Identifier），表示相应的字符编码。

而一般Code Page也常缩写为CP

比如，CP936表示GBK中文编码，CP65001表示UTF-8编码，CP54936表示GB18030编码，CP950表示BIG5繁体中文等等。

各种中文字符编码标准的关系

（中国大陆的标准）GB 13000.1-93
=（国际标准）Unicode 1.1
（中国大陆标准）GB2312-80
= 简称GB2312
= Windows系统中的原先的CP936
（微软制定的）GBK
= （微软在编码方面）对 GB2312 的扩展
= （微软在所包含字符方面上包含了）GB 13000.1-93 + 其他部分汉字+ 台湾和香港的繁体 + 日语 + 朝鲜汉字
= Unicode 1.1 + 其他部分汉字+ 台湾和香港的繁体 + 日语 + 朝鲜汉字

对于GBK：
在编码方面：向下兼容GB2312，但是和GB 13000不同
在内容方面：等价于GB13000

微软中现在的新的CP936
= GBK
=兼容旧的GB2312

在技术编码方面上，演化顺序为：
ASCII ⇒ GB2312 ⇒ GBK ⇒ GB18030
后者对之前的，都是支持之前的编码，即向下兼容，即同一个字符，在这些编码中，都是同样的值，后面的标准，支持更多的字符。

区分中文编码的方法是高字节的最高位不为 0。

按照程序员的称呼，GB2312、GBK 到 GB18030 都属于双字节字符集 (DBCS)

中文字符相关编码标准

编码标准	别名	标准所属	包含字符
ASCII		国际通用
GB2312	微软Windows中以前的CP936	中国大陆	6763个汉字和682个其它符号
Unicode 1.1		国际通用	20,902个字符
GB13000		中国大陆	20,902个字符
GBK	微软Windows中现在的CP936	微软	21886个符号
GB18030	微软Windows中的CP54936	中国大陆	27484个汉字+其他少数民族字符