優(yōu)雅天平

段明輝
自由撰稿人
2000 年 11月 8日

在基于 Java 語言的編程中，我們經(jīng)常碰到漢字的處理及顯示的問題。一大堆看不懂的亂碼肯定不是我們愿意看到的顯示效果，怎樣才能夠讓那些漢字正確顯示呢？Java 語言默認(rèn)的編碼方式是UNICODE ，而我們中國人通常使用的文件和數(shù)據(jù)庫都是基于 GB2312 或者 BIG5 等方式編碼的，怎樣才能夠恰當(dāng)?shù)剡x擇漢字編碼方式并正確地處理漢字的編碼呢？本文將從漢字編碼的常識入手，結(jié)合 Java 編程實(shí)例，分析以上兩個問題并提出解決它們的方案。

現(xiàn)在 Java 編程語言已經(jīng)廣泛應(yīng)用于互聯(lián)網(wǎng)世界，早在 Sun 公司開發(fā) Java 語言的時候，就已經(jīng)考慮到對非英文字符的支持了。Sun 公司公布的 Java 運(yùn)行環(huán)境（JRE）本身就分英文版和國際版，但只有國際版才支持非英文字符。不過在 Java 編程語言的應(yīng)用中，對中文字符的支持并非如同 Java Soft 的標(biāo)準(zhǔn)規(guī)范中所宣稱的那樣完美，因?yàn)橹形淖址恢灰粋€，而且不同的操作系統(tǒng)對中文字符的支持也不盡相同，所以會有許多和漢字編碼處理有關(guān)的問題在我們進(jìn)行應(yīng)用開發(fā)中困擾著我們。有很多關(guān)于這些問題的解答，但都比較瑣碎，并不能夠滿足大家迫切解決問題的愿望，關(guān)于 Java 中文問題的系統(tǒng)研究并不多，本文從漢字編碼常識出發(fā)，分析 Java 中文問題，希望對大家解決這個問題有所幫助。

漢字編碼的常識

我們知道，英文字符一般是以一個字節(jié)來表示的，最常用的編碼方法是 ASCII 。但一個字節(jié)最多只能區(qū)分256個字符，而漢字成千上萬，所以現(xiàn)在都以雙字節(jié)來表示漢字，為了能夠與英文字符分開，每個字節(jié)的最高位一定為1，這樣雙字節(jié)最多可以表示64K格字符。我們經(jīng)常碰到的編碼方式有 GB2312、BIG5、UNICODE 等。關(guān)于具體編碼方式的詳細(xì)資料，有興趣的讀者可以查閱相關(guān)資料。我膚淺談一下和我們關(guān)系密切的 GB2312 和 UNICODE。GB2312 碼，中華人民共和國國家標(biāo)準(zhǔn)漢字信息交換用編碼，是一個由中華人民共和國國家標(biāo)準(zhǔn)總局發(fā)布的關(guān)于簡化漢字的編碼，通行于中國大陸地區(qū)及新加坡，簡稱國標(biāo)碼。兩個字節(jié)中，第一個字節(jié)（高字節(jié)）的值為區(qū)號值加32（20H），第二個字節(jié)（低字節(jié)）的值為位號值加32（20H），用這兩個值來表示一個漢字的編碼。UNICODE 碼是微軟提出的解決多國字符問題的多字節(jié)等長編碼，它對英文字符采取前面加“0”字節(jié)的策略實(shí)現(xiàn)等長兼容。如 “A” 的 ASCII 碼為0x41，UNICODE 就為0x00，0x41。利用特殊的工具各種編碼之間可以互相轉(zhuǎn)換。

Java 中文問題的初步認(rèn)識

我們基于 Java 編程語言進(jìn)行應(yīng)用開發(fā)時，不可避免地要處理中文。Java 編程語言默認(rèn)的編碼方式是 UNICODE，而我們通常使用的數(shù)據(jù)庫及文件都是基于 GB2312 編碼的，我們經(jīng)常碰到這樣的情況：瀏覽基于 JSP 技術(shù)的網(wǎng)站看到的是亂碼，文件打開后看到的也是亂碼，被 Java 修改過的數(shù)據(jù)庫的內(nèi)容在別的場合應(yīng)用時無法繼續(xù)正確地提供信息。

String sEnglish = “apple”;

String sChinese = “蘋果”;

String s = “蘋果 apple ”;

sEnglish 的長度是5，sChinese的長度是4，而 s 默認(rèn)的長度是14。對于 sEnglish來說， Java 中的各個類都支持得非常好，肯定能夠正確顯示。但對于 sChinese 和 s 來說，雖然 Java Soft 聲明 Java 的基本類已經(jīng)考慮到對多國字符的支持（默認(rèn) UNICODE 編碼），但是如果操作系統(tǒng)的默認(rèn)編碼不是 UNICODE ，而是國標(biāo)碼等。從 Java 源代碼到得到正確的結(jié)果，要經(jīng)過 “Java 源代碼-> Java 字節(jié)碼-> ;虛擬機(jī)->操作系統(tǒng)->顯示設(shè)備”的過程。在上述過程中的每一步驟，我們都必須正確地處理漢字的編碼，才能夠使最終的顯示結(jié)果正確。

“ Java 源代碼-> Java 字節(jié)碼”，標(biāo)準(zhǔn)的 Java 編譯器 javac 使用的字符集是系統(tǒng)默認(rèn)的字符集，比如在中文 Windows 操作系統(tǒng)上就是 GBK ,而在 Linux 操作系統(tǒng)上就是ISO-8859-1，所以大家會發(fā)現(xiàn)在 Linux 操作系統(tǒng)上編譯的類中源文件中的中文字符都出了問題，解決的辦法就是在編譯的時候添加 encoding 參數(shù)，這樣才能夠與平臺無關(guān)。用法是

javac –encoding GBK。

“ Java 字節(jié)碼->虛擬機(jī)->操作系統(tǒng)”， Java 運(yùn)行環(huán)境 （JRE） 分英文版和國際版，但只有國際版才支持非英文字符。 Java 開發(fā)工具包 （JDK） 肯定支持多國字符，但并非所有的計算機(jī)用戶都安裝了 JDK 。很多操作系統(tǒng)及應(yīng)用軟件為了能夠更好的支持 Java ，都內(nèi)嵌了 JRE 的國際版本，為自己支持多國字符提供了方便。

“操作系統(tǒng)->顯示設(shè)備”，對于漢字來說，操作系統(tǒng)必須支持并能夠顯示它。英文操作系統(tǒng)如果不搭配特殊的應(yīng)用軟件的話，是肯定不能夠顯示中文的。

還有一個問題，就是在 Java 編程過程中，對中文字符進(jìn)行正確的編碼轉(zhuǎn)換。例如，向網(wǎng)頁輸出中文字符串的時候，不論你是用

out.println(string);還是用

<%=string%>，都必須作 UNICODE 到 GBK 的轉(zhuǎn)換，或者手動，或者自動。在 JSP 1.0中，可以定義輸出字符集，從而實(shí)現(xiàn)內(nèi)碼的自動轉(zhuǎn)換。用法是

<%@page contentType=”text/html;charset=gb2312” %>

但是在一些 JSP 版本中并沒有提供對輸出字符集的支持，（例如 JSP 0.92），這就需要手動編碼輸出了，方法非常多。最常用的方法是

String s1 = request.getParameter(“keyword”);

String s2 = new String(s1.getBytes(“ISO-8859-1”),”GBK”);

getBytes 方法用于將中文字符以“ISO-8859-1”編碼方式轉(zhuǎn)化成字節(jié)數(shù)組，而“GBK” 是目標(biāo)編碼方式。我們從以ISO-8859-1方式編碼的數(shù)據(jù)庫中讀出中文字符串 s1 ，經(jīng)過上述轉(zhuǎn)換過程，在支持 GBK 字符集的操作系統(tǒng)和應(yīng)用軟件中就能夠正確顯示中文字符串 s2 。

Java 中文問題的表層分析及處理

.CLASS 文件存放在服務(wù)器端，由客戶端的瀏覽器運(yùn)行 APPLET ， APPLET 只起調(diào)入 FRAME 類等主程序的作用。界面包括 Textfield ，TextArea，List，Choice 等。

I.用 JDBC 執(zhí)行 SELECT 語句從服務(wù)器端讀取數(shù)據(jù)（中文）后，將數(shù)據(jù)用 APPEND 方法加到 TextArea（TA） ，不能正確顯示。但加到 List 中時，大部分漢字卻可正確顯示。

將數(shù)據(jù)按“ISO-8859-1” 編碼方式轉(zhuǎn)化為字節(jié)數(shù)組，再按系統(tǒng)缺省編碼方式 （Default Character Encoding） 轉(zhuǎn)化為 STRING ，即可在 TA 和 List 中正確顯示。

程序段如下：

dbstr2 = results.getString(1);

//After reading the result from DB server，converting it to string.

dbbyte1 = dbstr2.getBytes(“iso-8859-1”);

dbstr1 = new String(dbbyte1);

在轉(zhuǎn)換字符串時不采用系統(tǒng)默認(rèn)編碼方式，而直接采用“ GBK” 或者 “GB2312” ,在 A 和 B 兩種情況下，從數(shù)據(jù)庫取數(shù)據(jù)都沒有問題。

II.處理方式與“取中文”相逆，先將 SQL 語句按系統(tǒng)缺省編碼方式轉(zhuǎn)化為字節(jié)數(shù)組，再按“ISO-8859-1”編碼方式轉(zhuǎn)化為 STRING ，最后送去執(zhí)行，則中文信息可正確寫入數(shù)據(jù)庫。

程序段如下：

sqlstmt = tf_input.getText();

//Before sending statement to DB server，converting it to sql statement.

dbbyte1 = sqlstmt.getBytes();

sqlstmt = newString(dbbyte1,”iso-8859-1”);

_stmt = _con.createStatement();

_stmt.executeUpdate(sqlstmt);

……

問題：如果客戶機(jī)上存在 CLASSPATH 指向 JDK 的 CLASSES.ZIP 時（稱為 A 情況），上述程序代碼可正確執(zhí)行。但是如果客戶機(jī)只有瀏覽器，而沒有 JDK 和 CLASSPATH 時（稱為 B 情況），則漢字無法正確轉(zhuǎn)換。

我們的分析：

1.經(jīng)過測試，在 A 情況下，程序運(yùn)行時系統(tǒng)的缺省編碼方式為 GBK 或者 GB2312 。在 B 情況下，程序啟動時瀏覽器的 JAVA 控制臺中出現(xiàn)如下錯誤信息：

Can't find resource for sun.awt.windows.awtLocalization_zh_CN

然后系統(tǒng)的缺省編碼方式為“8859-1”。

2.如果在轉(zhuǎn)換字符串時不采用系統(tǒng)缺省編碼方式，而是直接采用 “GBK” 或“GB2312”，則在 A 情況下程序仍然可正常運(yùn)行，在 B 情況下，系統(tǒng)出現(xiàn)錯誤：

UnsupportedEncodingException。

3.在客戶機(jī)上，把 JDK 的 CLASSES.ZIP 解壓后，放在另一個目錄中， CLASSPATH 只包含該目錄。然后一邊逐步刪除該目錄中的 .CLASS 文件，另一邊運(yùn)行測試程序，最后發(fā)現(xiàn)在一千多個 CLASS 文件中，只有一個是必不可少的，該文件是：

sun.io.CharToByteDoubleByte.class。

將該文件拷到服務(wù)器端和其它的類放在一起，并在程序的開頭 IMPORT 它，在 B 情況下程序仍然無法正常運(yùn)行。

4.在 A 情況下，如果在 CLASSPTH 中去掉 sun.io.CharToByteDoubleByte.class ，則程序運(yùn)行時測得默認(rèn)編碼方式為“8859-1”，否則為 “GBK” 或 “GB2312” 。

如果 JDK 的版本為1.2以上的話，在 B 情況下遇到的問題得到了很好的解決，測試的步驟同上，有興趣的讀者可以嘗試一下。

Java 中文問題的根源分析及解決

在簡體中文 MS Windows 98 + JDK 1.3 下，可以用 System.getProperties() 得到 Java 運(yùn)行環(huán)境的一些基本屬性，類 PoorChinese 可以幫助我們得到這些屬性。

類 PoorChinese 的源代碼：

public class PoorChinese {

}

執(zhí)行 java PoorChinese 后，我們會得到:

系統(tǒng)變量 file.encoding 的值為 GBK ，user.language 的值為 zh ， user.region 的值為 CN ，這些系統(tǒng)變量的值決定了系統(tǒng)默認(rèn)的編碼方式是 GBK 。

在上述系統(tǒng)中，下面的代碼將 GB2312 文件轉(zhuǎn)換成 Big5 文件，它們能夠幫助我們理解 Java 中漢字編碼的轉(zhuǎn)化:

?

import java.io.*;

import java.util.*;

?

public class gb2big5 {

?

static int iCharNum=0;

?

public static void main(String[] args) {

System.out.println("Input GB2312 file, output Big5 file.");

if (args.length!=2) {

System.err.println("Usage: jview gb2big5 gbfile big5file");

System.exit(1);

String inputString = readInput(args[0]);

writeOutput(inputString,args[1]);

System.out.println("Number of Characters in file: "+iCharNum+".");

}

?

static void writeOutput(String str, String strOutFile) {

try {

FileOutputStream fos = new FileOutputStream(strOutFile);

Writer out = new OutputStreamWriter(fos, "Big5");

out.write(str);

out.close();

}

catch (IOException e) {

e.printStackTrace();

e.printStackTrace();

}

}

?

static String readInput(String strInFile) {

StringBuffer buffer = new StringBuffer();

try {

FileInputStream fis = new FileInputStream(strInFile);

InputStreamReader isr = new InputStreamReader(fis, "GB2312");

Reader in = new BufferedReader(isr);

int ch;

while ((ch = in.read()) > -1) {

iCharNum += 1;

buffer.append((char)ch);

}

in.close();

return buffer.toString();

}

catch (IOException e) {

e.printStackTrace();

return null;

}

}

}

?

編碼轉(zhuǎn)化的過程如下：

GB2312------------------>Unicode------------->Big5

執(zhí)行 java gb2big5 gb.txt big5.txt ，如果 gb.txt 的內(nèi)容是“今天星期三”，則得到的文件 big5.txt 中的字符能夠正確顯示；而如果 gb.txt 的內(nèi)容是“情人節(jié)快樂”，則得到的文件 big5.txt 中對應(yīng)于“節(jié)”和“樂”的字符都是符號“？”（0x3F），可見 sun.io.ByteToCharGB2312 和 sun.io.CharToByteBig5 這兩個基本類并沒有編好。

正如上例一樣， Java 的基本類也可能存在問題。由于國際化的工作并不是在國內(nèi)完成的，所以在這些基本類發(fā)布之前，沒有經(jīng)過嚴(yán)格的測試，所以對中文字符的支持并不像 Java Soft 所聲稱的那樣完美。前不久，我的一位技術(shù)上的朋友發(fā)信給我說，他終于找到了 Java Servlet 中文問題的根源。兩周以來，他一直為 Java Servlet 的中文問題所困擾，因?yàn)槊棵鎸σ粋€含有中文字符的字符串都必須進(jìn)行強(qiáng)制轉(zhuǎn)換才能夠得到正確的結(jié)果（這好象是大家公認(rèn)的唯一的解決辦法）。后來，他確實(shí)不想如此繼續(xù)安分下去了，因?yàn)檫@樣的事情確實(shí)不應(yīng)該是高級程序員所要做的工作，他就找出 Servlet 解碼的源代碼進(jìn)行分析，因?yàn)樗麘岩蓡栴}就出在解碼這部分。經(jīng)過四個小時的奮斗，他終于找到了問題的根源所在。原來他的懷疑是正確的， Servlet 的解碼部分完全沒有考慮雙字節(jié)，直接把 %XX 當(dāng)作一個字符。（原來 Java Soft 也會犯這幺低級的錯誤！）

如果你對這個問題有興趣或者遇到了同樣的煩惱的話，你可以按照他的步驟對Servlet.jar 進(jìn)行修改：

找到源代碼 HttpUtils 中的 static private String parseName ，在返回前將 sb（StringBuffer） 復(fù)制成 byte bs[] ，然后 return new String(bs,”GB2312”)。作上述修改后就需要自己解碼了：

HashTable form=HttpUtils .parseQueryString(request.getQueryString())或者

form=HttpUtils.parsePostData(……)

千萬別忘了編譯后放到 Servlet.jar 里面。

五、 關(guān)于 Java 中文問題的總結(jié)

Java 編程語言成長于網(wǎng)絡(luò)世界，這就要求 Java 對多國字符有很好的支持。 Java 編程語言適應(yīng)了計算的網(wǎng)絡(luò)化的需求，為它能夠在網(wǎng)絡(luò)世界迅速成長奠定了堅(jiān)實(shí)的基礎(chǔ)。 Java 的締造者 （Java Soft） 已經(jīng)考慮到 Java 編程語言對多國字符的支持，只是現(xiàn)在的解決方案有很多缺陷在里面，需要我們付諸一些補(bǔ)償性的措施。而世界標(biāo)準(zhǔn)化組織也在努力把人類所有的文字統(tǒng)一在一種編碼之中，其中一種方案是 ISO10646 ，它用四個字節(jié)來表示一個字符。當(dāng)然，在這種方案未被采用之前，還是希望 Java Soft 能夠嚴(yán)格地測試它的產(chǎn)品，為用戶帶來更多的方便。