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          字符集和編碼
                  關于編碼問題,做了以下總結;大家共同探討一下。

          一 預備知識
          1,字符:字符是抽象的最小文本單位。它沒有固定的形狀(可能是一個字形),而且沒有值。“A”是一個字符,“€”(德國、法國和許多其他歐洲國家通用貨幣的標志)也是一個字符。“中”“國”這是兩個漢字字符。字符僅僅代表一個符號,沒有任何實際值的意義。
          2,字符集:字符集是字符的集合。例如,漢字字符是中國人最先發明的字符,在中文、日文、韓文和越南文的書寫中使用。這也說明了字符和字符集之間的關系,字符組成字符集(iso8859-1,GB2312/GBK,unicode)。
          3,代碼點:字符集中的每個字符都被分配到一個“代碼點”。每個代碼點都有一個特定的唯一數值,稱為標值。該標量值通常用十六進制表示。
          4,代碼單元: 在每種編碼形式中,代碼點被映射到一個或多個代碼單元。“代碼單元”是各個編碼方式中的單個單元。代碼單元的大小等效于特定編碼方式的位數: 
                     UTF-8 :UTF-8 中的代碼單元由 8 位組成;在 UTF-8 中,因為代碼單元較小的緣故,每個代碼點常常被映射到多個代碼單元。代碼點將被映射到一個、兩個、三個或四個代碼單元;
                    UTF-16 :UTF-16 中的代碼單元由 16 位組成;UTF-16 的代碼單元大小是 8 位代碼單元的兩倍。所以,標量值小于 U+10000 的代碼點被編碼到單個代碼單元中;
                    UTF-32:UTF-32  中的代碼單元由 32 位組成; UTF-32 中使用的 32 位代碼單元足夠大,每個代碼點都可編碼為單個代碼單元;
                    GB18030:GB18030  中的代碼單元由 8 位組成;在 GB18030 中,因為代碼單元較小的緣故,每個代碼點常常被映射到多個代碼單元。代碼點將被映射到一個、兩個或四個代碼單元。
          5,舉例:

                 “中國北京香蕉是個大笨蛋”這是我定義的aka字符集;各字符對應代碼點為:        
                          北 00000001
                          京 00000010
                          香 10000001
                          蕉 10000010
                          是 10000100
                          個 10001000
                          大 10010000
                          笨 10100000
                          蛋 11000000
                          中 00000100
                          國 00001000 
                  下面是我定義的 zixia 編碼方案(8位),可以看到它的編碼中表示了aka字符集的所有字符對應的 代碼單元;
                         北 10000001
                          京 10000010
                          香 00000001
                          蕉 00000010
                          是 00000100
                          個 00001000
                          大 00010000
                          笨 00100000
                          蛋 01000000
                          中 10000100
                          國 10001000
                 所謂文本文件 就是我們按一定編碼方式將二進制數據表示為對應的文本如00000001000000100000010000001000000100000010000001000000這樣的文件。我用一個支持zixia編碼和aka字符集的記事本打開,它就按照編碼方案顯示為  "香蕉是個大笨蛋 "
                 如果我把這些字符按照GBK另存一個文件,那么則肯定不是這個,而是
          1100111111100011 1011110110110110 1100101011000111 1011100011110110 1011010011110011 1011000110111111 1011010110110000 110100001010

          二,字符集
           1, 常用字符集分類
          ASCII及其擴展字符集
                  作用:表語英語及西歐語言。
                  位數:ASCII是用7位表示的,能表示128個字符;其擴展使用8位表示,表示256個字符。
                   范圍:ASCII從00到7F,擴展從00到FF。
           ISO-8859-1字符集
                  作用:擴展ASCII,表示西歐、希臘語等。
                  位數:8位,
                  范圍:從00到FF,兼容ASCII字符集。
          GB2312字符集
                  作用:國家簡體中文字符集,兼容ASCII。
                  位數:使用2個字節表示,能表示7445個符號,包括6763個漢字,幾乎覆蓋所有高頻率漢字。
                  范圍:高字節從A1到F7, 低字節從A1到FE。將高字節和低字節分別加上0XA0即可得到編碼。
          BIG5字符集
                  作用:統一繁體字編碼。
                  位數:使用2個字節表示,表示13053個漢字。
                  范圍:高字節從A1到F9,低字節從40到7E,A1到FE。
          GBK字符集
                  作用:它是GB2312的擴展,加入對繁體字的支持,兼容GB2312。
                  位數:使用2個字節表示,可表示21886個字符。
                  范圍:高字節從81到FE,低字節從40到FE。
          GB18030字符集
                  作用:它解決了中文、日文、朝鮮語等的編碼,兼容GBK。
                  位數:它采用變字節表示(1 ASCII,2,4字節)。可表示27484個文字。
                  范圍:1字節從00到7F; 2字節高字節從81到FE,低字節從40到7E和80到FE;4字節第一三字節從81到FE,第二四字節從30到39。
           UCS字符集
                  作用:國際標準 ISO 10646 定義了通用字符集 (Universal Character Set)。它是與UNICODE同類的組織,UCS-2和UNICODE兼容。
                  位數:它有UCS-2和UCS-4兩種格式,分別是2字節和4字節。
                  范圍:目前,UCS-4只是在UCS-2前面加了0x0000。
          UNICODE字符集
                  作用:為世界650種語言進行統一編碼,兼容ISO-8859-1。
                  位數:UNICODE字符集有多個編碼方式,分別是UTF-8,UTF-16和UTF-32。
           2 ,按所表示的文字分類
                 語言                                 字符集                                     正式名稱 
              英語、西歐語                     ASCII,ISO-8859-1                MBCS 多字節 
              簡體中文                             GB2312                                    MBCS 多字節 
              繁體中文                             BIG5                                         MBCS 多字節 
              簡繁中文                             GBK                                         MBCS 多字節 
              中文、日文及朝鮮語         GB18030                                  MBCS 多字節 
              各國語言                             UNICODE,UCS                    DBCS 寬字節

          三,編碼
          UTF-8:采用變長字節 (1 ASCII, 2 希臘字母, 3 漢字, 4 平面符號) 表示,網絡傳輸, 即使錯了一個字節,不影響其他字節,而雙字節只要一個錯了,其他也錯了,具體如下:
                  如果只有一個字節則其最高二進制位為0;如果是多字節,其第一個字節從最高位開始,連續的二進制位值為1的個數決定了其編碼的字節數,其余各字節均以10開頭。UTF-8最多可用到6個字節。

           UTF-16:采用2字節,Unicode中不同部分的字符都同樣基于現有的標準。這是為了便于轉換。從 0x0000到0x007F是ASCII字符,從0x0080到0x00FF是ISO-8859-1對ASCII的擴展。希臘字母表使用從0x0370到0x03FF 的代碼,斯拉夫語使用從0x0400到0x04FF的代碼,美國使用從0x0530到0x058F的代碼,希伯來語使用從0x0590到0x05FF的代 碼。中國、日本和韓國的象形文字(總稱為CJK)占用了從0x3000到0x9FFF的代碼;由于0x00在c語言及操作系統文件名等中有特殊意義,故很多情況下需要UTF-8編碼保存文本,去掉這個0x00。舉例如下:
          UTF-16: 0x0080  = 0000 0000 1000 0000
          UTF-8:   0xC280 = 1100 0010 1000 0000
          UTF-32:采用4字節。
          優缺點
             UTF-8、UTF-16和UTF-32都可以表示有效編碼空間 (U+000000-U+10FFFF) 內的所有Unicode字符。
              使用UTF-8編碼時ASCII字符只占1個字節,存儲效率比較高,適用于拉丁字符較多的場合以節省空間。
              對于大多數非拉丁字符(如中文和日文)來說,UTF-16所需存儲空間最小,每個字符只占2個字節。
              Windows NT內核是Unicode(UTF-16),采用UTF-16編碼在調用系統API時無需轉換,處理速度也比較快。
              采用UTF-16和UTF-32會有Big Endian和Little Endian之分,而UTF-8則沒有字節順序問題,所以UTF-8適合傳輸和通信。
              UTF-32采用4字節編碼,一方面處理速度比較快,但另一方面也浪費了大量空間,影響傳輸速度,因而很少使用。

          四,如何判斷字符集
          1,字節序
          首先說一下字節序對編碼的影響,字節序分為Big Endian字節序和Little Endian字節序。不同的處理器可能不一樣。所以,傳輸時需要告訴處理器當時的編碼字節序。對于前者而言,高位字節存在低地址,低字節存于高地址;后者相反。例如,0X03AB,
          Big Endian字節序
          0000: 0 3
          0001: AB
          Little Endian字節序是
          0000: AB
          0001: 0 3
          2,編碼識別
          UNICODE,根據前幾個字節可以判斷UNICODE字符集的各種編碼,叫做Byte Order Mask方法BOM:
          UTF-8: EFBBBF (符合UTF-8格式,請看上面。但沒有含義在UCS即UNICODE中)
          UTF-16 Big Endian:FEFF (沒有含義在UCS-2中)
          UTF-16 Little Endian:FFFE (沒有含義在UCS-2中)
          UTF-32 Big Endian:0000FEFF (沒有含義在UCS-4中)
          UTF-32 Little Endian:FFFE0000 (沒有含義在UCS-4中)

          GB2312:高字節和低字節的第1位都是1。

          BIG5,GBK&GB18030:高字節的第1位為1。操作系統有默認的編碼,常為GBK,可以下載別的并升級。通過判斷高字節的第1位從而知道是ASCII或者漢字編碼。

          posted on 2008-01-05 16:57 zhhang920 閱讀(967) 評論(0)  編輯  收藏 所屬分類: JAVA基礎

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