UTF-8 GBK UTF8 GB2312之間的區別和關系
當前位置:點晴教程→知識管理交流
→『 技術文檔交流 』
UTF-8:Unicode TransformationFormat-8bit,允許含BOM,但通常不含BOM。是用以解決國際上字符的一種多字節編碼,它對英文使用8位(即一個字節),中文使用24為(三個字節)來編碼。UTF-8包含全世界所有國家需要用到的字符,是國際編碼,通用性強。UTF-8編碼的文字可以在各國支持UTF8字符集的瀏覽器上顯示。如,如果是UTF8編碼,則在外國人的英文IE上也能顯示中文,他們無需下載IE的中文語言支持包。 GBK是國家標準GB2312基礎上擴容后兼容GB2312的標準。GBK的文字編碼是用雙字節來表示的,即不論中、英文字符均使用雙字節來表示,為了區分中文,將其最高位都設定成1。GBK包含全部中文字符,是國家編碼,通用性比UTF8差,不過UTF8占用的數據庫比GBD大。 GBK、GB2312等與UTF8之間都必須通過Unicode編碼才能相互轉換: 對于一個網站、論壇來說,如果英文字符較多,則建議使用UTF-8節省空間。不過現在很多論壇的插件一般只支持GBK。 詳細的就見下面轉的這篇文章. 談談Unicode編碼,簡要解釋UCS、UTF、BMP、BOM等名詞 問題一: 我很早前就發現Unicode、Unicode bigendian和UTF-8編碼的txt文件的開頭會多出幾個字節,分別是FF、FE(Unicode),FE、FF(Unicode bigendian),EF、BB、BF(UTF-8)。但這些標記是基于什么標準呢? 問題二: 0、big endian和little endian “endian”這個詞出自《格列佛游記》。小人國的內戰就源于吃雞蛋時是究竟從大頭(Big-Endian)敲開還是從小頭(Little-Endian)敲開,由此曾發生過六次叛亂,一個皇帝送了命,另一個丟了王位。 我們一般將endian翻譯成“字節序”,將big endian和little endian稱作“大尾”和“小尾”。 1、字符編碼、內碼,順帶介紹漢字編碼 GB2312(1980年)一共收錄了7445個字符,包括6763個漢字和682個其它符號。漢字區的內碼范圍高字節從B0-F7,低字節從A1-FE,占用的碼位是72*94=6768。其中有5個空位是D7FA-D7FE。 GB2312支持的漢字太少。1995年的漢字擴展規范GBK1.0收錄了21886個符號,它分為漢字區和圖形符號區。漢字區包括21003個字符。 從ASCII、GB2312到GBK,這些編碼方法是向下兼容的,即同一個字符在這些方案中總是有相同的編碼,后面的標準支持更多的字符。在這些編碼中,英文和中文可以統一地處理。區分中文編碼的方法是高字節的最高位不為0。按照程序員的稱呼,GB2312、GBK都屬于雙字節字符集 (DBCS)。 2000年的GB18030是取代GBK1.0的正式國家標準。該標準收錄了27484個漢字,同時還收錄了藏文、蒙文、維吾爾文等主要的少數民族文字。從漢字字匯上說,GB18030在GB13000.1的20902個漢字的基礎上增加了CJK擴展A的6582個漢字(Unicode碼0x3400-0x4db5),一共收錄了27484個漢字。 CJK就是中日韓的意思。Unicode為了節省碼位,將中日韓三國語言中的文字統一編碼。GB13000.1就是ISO/IEC 10646-1的中文版,相當于Unicode 1.1。 GB18030的編碼采用單字節、雙字節和4字節方案。其中單字節、雙字節和GBK是完全兼容的。4字節編碼的碼位就是收錄了CJK擴展A的6582個漢字。例如:UCS的0x3400在GB18030中的編碼應該是8139EF30,UCS的0x3401在GB18030中的編碼應該是8139EF31。 微軟提供了GB18030的升級包,但這個升級包只是提供了一套支持CJK擴展A的6582個漢字的新字體:新宋體-18030,并不改變內碼。Windows 的內碼仍然是GBK。 這里還有一些細節: GB2312的原文還是區位碼,從區位碼到內碼,需要在高字節和低字節上分別加上A0。 對于任何字符編碼,編碼單元的順序是由編碼方案指定的,與endian無關。例如GBK的編碼單元是字節,用兩個字節表示一個漢字。這兩個字節的順序是固定的,不受CPU字節序的影響。UTF-16的編碼單元是word(雙字節),word之間的順序是編碼方案指定的,word內部的字節排列才會受到endian的影響。后面還會介紹UTF-16。 GB2312的兩個字節的最高位都是1。但符合這個條件的碼位只有128*128=16384個。所以GBK和GB18030的低字節最高位都可能不是1。不過這不影響DBCS字符流的解析:在讀取DBCS字符流時,只要遇到高位為1的字節,就可以將下兩個字節作為一個雙字節編碼,而不用管低字節的高位是什么。 2、Unicode、UCS和UTF Unicode也是一種字符編碼方法,不過它是由國際組織設計,可以容納全世界所有語言文字的編碼方案。Unicode的學名是"UniversalMultiple-Octet Coded Character Set",簡稱為UCS。UCS可以看作是"Unicode CharacterSet"的縮寫。 根據維基百科全書(http://zh.wikipedia.org/wiki/)的記載:歷史上存在兩個試圖獨立設計Unicode的組織,即國際標準化組織(ISO)和一個軟件制造商的協會(unicode.org)。ISO開發了ISO 10646項目,Unicode協會開發了Unicode項目。 在1991年前后,雙方都認識到世界不需要兩個不兼容的字符集。于是它們開始合并雙方的工作成果,并為創立一個單一編碼表而協同工作。從Unicode2.0開始,Unicode項目采用了與ISO 10646-1相同的字庫和字碼。 目前兩個項目仍都存在,并獨立地公布各自的標準。Unicode協會現在的最新版本是2005年的Unicode 4.1.0。ISO的最新標準是ISO 10646-3:2003。 UCS只是規定如何編碼,并沒有規定如何傳輸、保存這個編碼。例如“漢”字的UCS編碼是6C49,我可以用4個ascii數字來傳輸、保存這個編碼;也可以用utf-8編碼:3個連續的字節E6 B189來表示它。關鍵在于通信雙方都要認可。UTF-8、UTF-7、UTF-16都是被廣泛接受的方案。UTF-8的一個特別的好處是它與ISO-8859-1完全兼容。UTF是“UCS Transformation Format”的縮寫。 IETF的RFC2781和RFC3629以RFC的一貫風格,清晰、明快又不失嚴謹地描述了UTF-16和UTF-8的編碼方法。我總是記不得IETF是Internet Engineering Task Force的縮寫。但IETF負責維護的RFC是Internet上一切規范的基礎。 2.1、內碼和code page Windows使用代碼頁(code page)來適應各個國家和地區。code page可以被理解為前面提到的內碼。GBK對應的code page是CP936。 微軟也為GB18030定義了code page:CP54936。但是由于GB18030有一部分4字節編碼,而Windows的代碼頁只支持單字節和雙字節編碼,所以這個code page是無法真正使用的。 3、UCS-2、UCS-4、BMP UCS-2有2^16=65536個碼位,UCS-4有2^31=2147483648個碼位。 UCS-4根據最高位為0的最高字節分成2^7=128個group。每個group再根據次高字節分為256個plane。每個plane根據第3個字節分為256行 (rows),每行包含256個cells。當然同一行的cells只是最后一個字節不同,其余都相同。 group 0的plane 0被稱作Basic Multilingual Plane, 即BMP。或者說UCS-4中,高兩個字節為0的碼位被稱作BMP。 將UCS-4的BMP去掉前面的兩個零字節就得到了UCS-2。在UCS-2的兩個字節前加上兩個零字節,就得到了UCS-4的BMP。而目前的UCS-4規范中還沒有任何字符被分配在BMP之外。 4、UTF編碼 UTF-8就是以8位為單元對UCS進行編碼。從UCS-2到UTF-8的編碼方式如下: UCS-2編碼(16進制) UTF-8 字節流(二進制) 例如“漢”字的Unicode編碼是6C49。6C49在0800-FFFF之間,所以肯定要用3字節模板了:1110xxxx 10xxxxxx10xxxxxx。將6C49寫成二進制是:0110 110001 001001, 用這個比特流依次代替模板中的x,得到:1110011010110001 10001001,即E6 B1 89。 讀者可以用記事本測試一下我們的編碼是否正確。需要注意,UltraEdit在打開utf-8編碼的文本文件時會自動轉換為UTF-16,可能產生混淆。你可以在設置中關掉這個選項。更好的工具是Hex Workshop。 UTF-16以16位為單元對UCS進行編碼。對于小于0x10000的UCS碼,UTF-16編碼就等于UCS碼對應的16位無符號整數。對于不小于0x10000的UCS碼,定義了一個算法。不過由于實際使用的UCS2,或者UCS4的BMP必然小于0x10000,所以就目前而言,可以認為UTF-16和UCS-2基本相同。但UCS-2只是一個編碼方案,UTF-16卻要用于實際的傳輸,所以就不得不考慮字節序的問題。 5、UTF的字節序和BOM Unicode規范中推薦的標記字節順序的方法是BOM。BOM不是“Bill Of Material”的BOM表,而是Byte order Mark。BOM是一個有點小聰明的想法: 在UCS編碼中有一個叫做"ZERO WIDTH NO-BREAKSPACE"的字符,它的編碼是FEFF。而FFFE在UCS中是不存在的字符,所以不應該出現在實際傳輸中。UCS規范建議我們在傳輸字節流前,先傳輸字符"ZERO WIDTH NO-BREAK SPACE"。 這樣如果接收者收到FEFF,就表明這個字節流是Big-Endian的;如果收到FFFE,就表明這個字節流是Little-Endian的。因此字符"ZERO WIDTH NO-BREAK SPACE"又被稱作BOM。 UTF-8不需要BOM來表明字節順序,但可以用BOM來表明編碼方式。字符"ZERO WIDTH NO-BREAKSPACE"的UTF-8編碼是EF BB BF(讀者可以用我們前面介紹的編碼方法驗證一下)。所以如果接收者收到以EF BBBF開頭的字節流,就知道這是UTF-8編碼了。 Windows就是使用BOM來標記文本文件的編碼方式的。 6、進一步的參考資料 我還找了兩篇看上去不錯的資料,不過因為我開始的疑問都找到了答案,所以就沒有看: "Understanding Unicode A general introduction to the Unicode Standard" (http://scripts.sil.org/cms/scripts/page.php?site_id=nrsi&item_id=IWS-Chapter04a) 我是想清楚所有問題后才開始寫這篇文章的,原以為一會兒就能寫好。沒想到考慮措辭和查證細節花費了很長時間,竟然從下午1:30寫到9:00。希望有讀者能從中受益。 附錄1 再說說區位碼、GB2312、內碼和代碼頁 我再詳細解釋一下: “GB2312的原文”是指國家1980年的一個標準《中華人民共和國國家標準 信息交換用漢字編碼字符集 基本集 GB2312-80》。這個標準用兩個數來編碼漢字和中文符號。第一個數稱為“區”,第二個數稱為“位”。所以也稱為區位碼。1-9區是中文符號,16-55區是一級漢字,56-87區是二級漢字。現在Windows也還有區位輸入法,例如輸入1601得到“啊”。(這個區位輸入法可以自動識別16進制的GB2312和10進制的區位碼,也就是說輸入B0A1同樣會得到“啊”。) 內碼是指操作系統內部的字符編碼。早期操作系統的內碼是與語言相關的。現在的Windows在系統內部支持Unicode,然后用代碼頁適應各種語言,“內碼”的概念就比較模糊了。微軟一般將缺省代碼頁指定的編碼說成是內碼。 內碼這個詞匯,并沒有什么官方的定義,代碼頁也只是微軟這個公司的叫法。作為程序員,我們只要知道它們是什么東西,沒有必要過多地考證這些名詞。 所謂代碼頁(code page)就是針對一種語言文字的字符編碼。例如GBK的code page是CP936,BIG5的code page是CP950,GB2312的code page是CP20936。 Windows中有缺省代碼頁的概念,即缺省用什么編碼來解釋字符。例如Windows的記事本打開了一個文本文件,里面的內容是字節流:BA、BA、D7、D6。Windows應該去怎么解釋它呢? 是按照Unicode編碼解釋、還是按照GBK解釋、還是按照BIG5解釋,還是按照ISO8859-1去解釋?如果按GBK去解釋,就會得到“漢字”兩個字。按照其它編碼解釋,可能找不到對應的字符,也可能找到錯誤的字符。所謂“錯誤”是指與文本作者的本意不符,這時就產生了亂碼。 答案是Windows按照當前的缺省代碼頁去解釋文本文件里的字節流。缺省代碼頁可以通過控制面板的區域選項設置。記事本的另存為中有一項ANSI,其實就是按照缺省代碼頁的編碼方法保存。 Windows的內碼是Unicode,它在技術上可以同時支持多個代碼頁。只要文件能說明自己使用什么編碼,用戶又安裝了對應的代碼頁,Windows就能正確顯示,例如在HTML文件中就可以指定charset。 有的HTML文件作者,特別是英文作者,認為世界上所有人都使用英文,在文件中不指定charset。如果他使用了0x80-0xff之間的字符,中文Windows又按照缺省的GBK去解釋,就會出現亂碼。這時只要在這個html文件中加上指定charset的語句,例如: 再說區位碼,啊的區位碼是1601,寫成16進制是0x10,0x01。這和計算機廣泛使用的ASCII編碼沖突。為了兼容00-7f的ASCII編碼,我們在區位碼的高、低字節上分別加上A0。這樣“啊”的編碼就成為B0A1。我們將加過兩個A0的編碼也稱為GB2312編碼,雖然GB2312的原文根本沒提到這一點。 該文章在 2012/1/12 23:54:19 編輯過 |
關鍵字查詢
相關文章
正在查詢... |