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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 。
五、UTF-8
互联网的普及,强烈要求出现一种统一的编码方式 。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(字符用两个字节或四个字节表示)和 UTF-32(字符用四个字节表示),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(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 。
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 | 0xxxxxxx0000 0080-0000 07FF | 110xxxxx 10xxxxxx0000 0800-0000 FFFF | 1110xxxx 10xxxxxx 10xxxxxx0001 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 。
下面,还是以汉字严为例,演示如何实现 UTF-8 编码 。
严的 Unicode 是4E25(100111000100101),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 。
六、Unicode 与 UTF-8 之间的转换
通过上一节的例子,可以看到严的 Unicode码 是4E25,UTF-8 编码是E4B8A5,两者是不一样的 。它们之间的转换可以通过程序实现 。
Windows平台,有一个最简单的转化方法,就是使用内置的记事本小程序notepad.exe 。打开文件后,点击文件菜单中的另存为命令,会跳出一个对话框,在最底部有一个编码的下拉条 。
里面有四个选项:ANSI,Unicode,Unicode big endian和UTF-8 。
1)ANSI是默认的编码方式 。对于英文文件是ASCII编码,对于简体中文文件是GB2312编码(只针对 Windows 简体中文版,如果是繁体中文版会采用 Big5 码) 。
2)Unicode编码这里指的是notepad.exe使用的 UCS-2 编码方式,即直接用两个字节存入字符的 Unicode 码,这个选项用的 little endian 格式 。
3)Unicode big endian编码与上一个选项相对应 。我在下一节会解释 little endian 和 big endian 的涵义 。
4)UTF-8编码,也就是上一节谈到的编码方法 。
选择完”编码方式”后,点击”保存”按钮,文件的编码方式就立刻转换好了 。
七、Little endian 和 Big endian
上一节已经提到,UCS-2 格式可以存储 Unicode 码(码点不超过0xFFFF) 。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,这就是 Big endian 方式;25在前,4E在后,这是 Little endian 方式 。