什么是Unicode编码?什么是UTF-8编码?

本文介绍了从GB2312到GBK18030再到Unicode的编码发展过程,并详细解析了Unicode与UTF-8编码方式的区别及优劣。同时,文中还讲解了Codepage的概念及其在编码转换中的作用。
1.明一下现在常用的一些编码方案:  1、在中国,大陆最常用的就是GBK18030编码,除此之外还有GBK,GB2312,这几个编码的关系是这样的。最早制定的汉字编码是GB2312,包括6763个汉字和682个其它符号95年重新修订了编码,命名GBK1.0,共收录了21886个符号。之后又推出了GBK18030编码,共收录了27484个汉字,同时还收录了藏文、蒙文、维吾尔文等主要的少数民族文字,现在WINDOWS平台必需要支持GBK18030编码。按照GBK18030、GBK、GB2312的顺序,3种编码是向下兼容,同一个汉字在三个编码方案中是相同的编码。  2、台湾,香港等地使用的是BIG5编码  3、日本:SJIS编码  如果把各种文字编码形容为各地的方言,那么Unicode就是世界各国合作开发的一种语言。  在这种语言环境下,不会再有语言的编码冲突,在同屏下,可以显示任何语言的内容,这就是Unicode的最大好处。  那么Unicode是如何编码的呢?其实非常简单。  就是将世界上所有的文字用2个字节统一进行编码。可能你会问,2个字节最多能够表示65536个编码,够用吗?  韩国和日本的大部分汉字都是从中国传播过去的,字型是完全一样的。  比如:“文”字,GBK和SJIS中都是同一个汉字,只是编码不同而已。  那样,像这样统一编码,2个字节就已经足够容纳世界上所有的语言的大部分文字了。  Unicode的学名是"Universal Multiple-Octet Coded Character Set",简称为UCS。  现在用的是UCS-2,即2个字节编码,而UCS-4是为了防止将来2个字节不够用才开发的。UCS-2也称为基本多文种平面。  UCS-2转换到UCS-4只是简单的在前面加2个字节0。  UCS-4则主要用于保存辅助平面,例如Unicode 4.0中的第二辅助平面  20000-20FFF - 21000-21FFF - 22000-22FFF - 23000-23FFF - 24000-24FFF - 25000-25FFF -   26000-26FFF - 27000-27FFF - 28000-28FFF - 29000-29FFF - 2A000-2AFFF - 2F000-2FFFF   总共增加了16个辅助平面,由原先的65536个编码扩展至将近100万编码。  那么既然统一了编码,如何兼容原先各国的文字编码呢?  这个时候就需要codepage了。  什么是codepage?codepage就是各国的文字编码和Unicode之间的映射表。  比如简体中文和Unicode的映射表就是CP936,点这里查看官方的映射表。  以下是几个常用的codepage,相应的修改上面的地址的数字即可。 codepage=936 简体中文 GBKcodepage=950 繁体中文 BIG5codepage=437 美国/加拿大英语 codepage=932 日文 codepage=949 韩文 codepage=866 俄文 codepage=65001 unicode UFT-8 最后一个65001,据个人理解,应该只是一个虚拟的映射表,实际只是一个算法而已。从936中随意取一行,例如:0x9993 0x6ABD #CJK UNIFIED IDEOGRAPH前面的编码是GBK的编码,后面的是Unicode。通过查这张表,就能简单的实现GBK和Unicode之间的转换。  现在明白了Unicode,那么UTF-8又是什么呢?又为什么会出现UTF-8呢?  ASCII转换成UCS-2,只是在编码前插入一个0x0。用这些编码,会包括一些控制符,比如 或 /,这在UNIX和一些C函数中,将会产生严重错误。因此可以肯定,UCS-2不适合作为Unicode的外部编码。  因此,才诞生了UTF-8。那么UTF-8是如何编码的?又是如何解决UCS-2的问题呢?例:E4 BD A0        11100100 10111101 10100000这是“你”字的UTF-8编码 4F 60          01001111 01100000这是“你”的Unicode编码按照UTF-8的编码规则,分解如下:xxxx0100 xx111101 xx100000把除了x之外的数字拼接在一起,就变成“你”的Unicode编码了。注意UTF-8的最前面3个1,表示整个UTF-8串是由3个字节构成的。经过UTF-8编码之后,再也不会出现敏感字符了,因为最高位始终为1。以下是Unicode和UTF-8之间的转换关系表: U-00000000 - U-0000007F: 0xxxxxxx U-00000080 - U-000007FF: 110xxxxx 10xxxxxx U-00000800 - U-0000FFFF: 1110xxxx 10xxxxxx 10xxxxxx U-00010000 - U-001FFFFF: 11110xxx 10xxxxxx 10xxxxxx 10xxxxxx U-00200000 - U-03FFFFFF: 111110xx 10xxxxxx 10xxxxxx 10xxxxxx 10xxxxxx U-04000000 - U-7FFFFFFF: 1111110x 10xxxxxx 10xxxxxx 10xxxxxx 10xxxxxx 10xxxxxx Unicode编码转换到UTF-8,简单的把Unicode字节流套到x中就变成UTF-8了。
### UTF-8 Unicode 的区别 Unicode 是一种国际标准,定义了一种通用字符集,用于表示世界上几乎所有语言的字符。它为每个字符分配了一个唯一的代码点(Code Point)。然而,Unicode 并不规定如何具体存储这些代码点,而是由不同的编码方式来完成这一任务。 UTF-8Unicode 的一种实现方式,是一种具体的编码方案,用来将 Unicode 定义的抽象代码点转化为字节序列以便于存储传输。UTF-8 使用可变长度的编码机制,对于 ASCII 字符仅需 1 字节,而对于其他更复杂的字符则可能需要多达 4 字节[^2]。 #### 主要区别 1. **概念层面** - Unicode 是一个字符集的标准,定义了所有字符及其对应的唯一编号(即代码点)。 - UTF-8 是一种具体的编码方法,负责将 Unicode 中的代码点转换成实际的二进制数据流。 2. **存储与表达** - Unicode 不涉及具体的存储细节;而 UTF-8 提供了一种高效的存储解决方案,尤其适用于以 ASCII 为主的文本环境。 3. **兼容性** - UTF-8 对 ASCII 文本完全向后兼容,这意味着任何有效的 ASCII 文件也是合法的 UTF-8 文件。 --- ### 应用场景分析 #### UTF-8 的适用场景 - 当前互联网上的大多数网页都采用 UTF-8 编码,因为它能很好地支持多语言混合的内容,并且对英文其他基于拉丁字母的语言非常高效。 - 嵌入式系统中也常使用 UTF-8 来保存处理字符串,尽管在某些情况下(如中文显示问题)可能需要额外的转码工具辅助[^3]。 #### Unicode 的适用场景 - Unicode 更多地作为一个理论框架存在,在实际开发过程中通常不会直接操作原始的 Unicode 数据表,而是依赖某种特定的编码形式(比如 UTF-8UTF-16)来进行物理层面上的数据交换[^1]。 --- ```python # 示例:Python 中演示 UTF-8 如何处理不同语言文字 text = "你好, Hello, Bonjour" encoded_text = text.encode('utf-8') # 将字符串按 UTF-8 编码 print(encoded_text) # 输出字节数组 decoded_text = encoded_text.decode('utf-8') # 解码回原字符串 print(decoded_text) ``` 上述代码展示了如何利用 Python 实现基本的 UTF-8 编解码过程。 ---
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