字符编码--第3章 字符的存储--ANSI编码

ぃ、小莉子 提交于 2019-12-07 14:31:24

第11节 ANSI编码

为使计算机支持更多语言,通常使用 0x80~0xFF 范围的 2 个字节来表示 1 个字符。比如:汉字 '中' 在中文操作系统中,使用 [0xD6,0xD0] 这两个字节存储。

不同的国家和地区制定了不同的标准,由此产生了 GB2312、GBK、GB18030、Big5、Shift_JIS 等各自的编码标准。这些使用多个字节来代表一个字符的各种汉字延伸编码方式,称为 ANSI 编码。在简体中文Windows操作系统中,ANSI 编码代表 GBK 编码;在繁体中文Windows操作系统中,ANSI编码代表Big5;在日文Windows操作系统中,ANSI 编码代表 Shift_JIS 编码。

不同 ANSI 编码之间互不兼容,当信息在国际间交流时,无法将属于两种语言的文字,存储在同一段 ANSI 编码的文本中。

ANSI编码表示英文字符时用一个字节,表示中文用两个或四个字节。

 

第12节 全角和半角

全角(大陆、日本、韩国称全角;台湾、香港称全形;也称全宽或全码)和半角(大陆、日本、韩国称半角;台湾、香港称半形;也称半宽或半码),是计算机中,中、日、韩文的CJKV字符的显示格式。

传统上,英语或拉丁字母语言使用的电脑系统,每一个字母或符号,都是使用一字节的空间(一字节由8位元组成,共256个编码空间)来储存;而汉语、日语及韩语文字,由于数量大大超过256个,故惯常使用两字节来储存一个字符,在使用固定宽度文字的地方(如DOS、部分文字编辑器等),为了使字体看起来齐整,英文字母、数字及其他符号,也由原来只占一个字空间,改为一概占用两个字的空间来显示,并且使用两个字节来储存。所以,中、日、韩等文字称为全形字符,相比起来,拉丁字母或数字就称为半形字符。

JIS X 0201编码表把日语的片假名放进一字节的空间,故又称为“半角片假名”。

 

半形假名

半形假名(日文:半角カナ)是对 JIS X 0201 标准收纳的片假名、几个基本日文标点符号(日文:句読点 或 約物)、浊点和半浊点的统称。其包含日文的最基础符号,能以最简约的方式表达日语。每个“半形假名”只需要八位元,可以看成是对 ISO 646 / ASCII 的扩充;占用的文字宽度亦一样,通常只有普通汉字的一半,故称为“半形假名”。

例如普通(全形)的片假名“カ”,半形的是“カ”。平假名和汉字并无半形版本。

 

区位码

区位码是指每个汉字的GB2312编码的对应表示,以4位十进制数字表示。例如“啊”字的区位码是1601。

国标码的内码是指每个汉字未经处理的GB2312编码,以4位十六进制数字表示。例如“啊”字的国标码是B0A1(与国标码对比:0xB0=0xA0+16,0xA1=0xA0+1)。

国标码、区位码都属于“无理码”(即没有什么道理可讲,就得背),直接向计算机输入区位码而得到汉字的方法叫做区位输入法(相应地,输入国标码而得到汉字的方法叫做GB内码输入法)。在DOS时代,许多中文系统都实现了国标码及区位码输入法,以便程序员进行输入测试。普通用户一般不使用这些输入法,在DOS被Windows系统取代后,国标码和区位码输入法已经趋于消亡。

Windows 95至2000、Me中,有“区位输入法”和“内码输入法”;Windows XP中,有“中文(简体) - 内码”;Windows Vista起,该输入法被移除,须从XP系统中移植WinGB.IME方可使用。

 

 

 

MBCS(Multi-Byte Chactacter System,即多字节字符系统)

它是编码的一种类型,而不是某个特定编码的名称。

    字符基础:ASCII,DBCS,Unicode

 所有的string类都是以C-style字符串为基础的。C-style字符串是字符数组。字符类型有三种编码格式:

  第一种是单字节字符集(single byte character set or SBCS)。在这种编码格式下,所有字符都只用 一个字节表示,ASCII码就是单字节字符。用"0"来表示一个字节的结束。

  第二种编码格式是多字节字符集(multi-byte character set or MBCS)。在Windows里的MBCS包含两种字符类型:单字节字符(single byte characters)和双字节字符(double byte characters)。由于Windows 里使用的多字节字符绝大部分是两个字节长,MBCS常被DBCS代替。

   第三种编码格式是Unicode。Unicode是一种所有的字符都使用两个字节编码的编码模式。Unicode字符有时也被称作宽字符。

 Unicode与MBCS的区别是:MBCS字符可以使用不同长度的字节编码。

 单字节字符包含拉丁文字母表及ASCII码和DOS操作系统定义的图形字符。双字节字符被用来表示东亚及中东的语言。Unicode被用来COM及Windows NT操作系统内部。

 char是单字节字符。双字节字符也可以用char类型来进行操作。Unicode字符用wchar_t来表示。Unicode字符和字符串常量用前缀L来表示。例如:

 wchar_t wch = L"1";

 wchar_t* wsz = L"Hello";

 单字节字符串在内存中:每个字符占一个字节按顺序依次存储。最后以单字节表示的0结束。例如:"Bob"在内存中的存储形式:

 |-------------------------------|

 |42    |   6F   |   62   | 00   |

 |-------------------------------|

 |B     |   o    |   b    | BOS  |

 |-------------------------------|

 Unicode的存储形式:

    --------------------------------------------

 |   42 00 |   6F 00  |   62 00  |   00 00  |

 |------------------------------------------|

 |   B     |    o     |   b      |   BOS    |

 |------------------------------------------|

 Win32 API中的MBCS和Unicode

 尽管你也许从来没有注意过,Win32中的每个与字符串相关的API和message都有两个版本。一个版本按受MBCS字符串,另一个接受Unicode字符串。例如:根本没有SetWindowText()这个API,相反有SetWindowTextA()和SetWindowTextW()。

 后缀A表明这是MBCS函数,后缀W表示这是Unicode版本的函数。

 当你build一个Windows程序,你可以选择是用MBCS或者Unicode API,如果你用vc向导并且没有改过预处理的设置。那表明你用的是MBCS版本。

 当使用MBCS API来build程序时,UNICODE没有被定义,所以预处理器看到:

 #define SetWindowText SetWindowTextA

 这个宏把所有对SetWindowText的调用都转换成真正的API函数SetWindowTextA.如果你想把默认使用的API函数变成Unicode版的,你可以在预处理器设置中,把_MBCS从预定义的宏列表中删除。然后添加UNICODE和_UNICODE(需要两个都定义,因为不同的头文件可能使用不同的宏。)

 使用TCHAR类型

 TCHAR是一种字符串类型,它让你在以MBCS和UNICODE来build程序时可以使用同样的代码;不需要使用繁琐的宏定义来包含你的代码。TCHAR的定义如下:

 #ifdef UNICODE

 typedef wchar_t TCHAR;

 #else

 typedef char TCHAR;

 #endif

 还有一个宏来处理定义Unicode字符串常量时所需的L前缀。

 #ifdef UNICODE

 #define _T(x) L##X

 #else

 #define _T(x)x

 #endif

 ##是一个预处理操作符,它可以把两个参数连在一起。如果你的代码中需要字符串常量,在它前面加上_T宏,如果你使用Unicode来build,它会在字符串常量前加上L前缀。

 Windows API是用TCHAR来定义的,在编译时,它可以根据你是否定义_MBCS或_UNICODE被编译成MBCS或者Unicode字符。

 类型             含义

 WCHAR            Unicode character(wchar_t)

 TCHAR            MBCS or Unicode character.

 LPSTR            string of char (char*)

 LPCSTR           const string of char(const char*)

 LPWSTR           string of WCHAR(WCHAR*)

 LPCWSTR          constant string of WCHAR(const WCHAR*)

 LPTSTR           string of TCHAR(TCHAR*)

 LPCTSTR          constant string of TCHAR(const TCHAR*)

 

 杂谈:

 计算机发明后,为了在计算机中表示字符,人们制定了一种编码,叫做ASCII码,ASCII码由一个字节中的7位(bit)表示,范围是0x00-0x7F共128个字符。用这128个数字表示abcd...ABCD...1234....这些字符。后来又扩展了ASCII码的定义,使用一个字节的全部8位(bit)来表示字符了。这就叫扩展 ASCII码。范围是0x00-0xFF共256个字符。

 后来,中国人利用连续2个扩展ASCII码的扩展区域(0xA0以后)来表示一个汉字,该方法的标准叫GB-2312。后来,日文、韩文、阿拉伯文、台湾繁体都使用类似的方法扩展了本地字符集的定义,现在统一称为MBCS字符集(多字节字符集)。这种方法是有缺陷的,因为各个国家的定义的字符集有交集,因此使用GB2312的软件,就不能在BIG-5的环境下运行(显示乱码)。

 为了把全世界的所有的文字符号都统一进行编码,于是制定了UNICODE标准字符集。UNICODE使用2个字节表示一个字符。这下终于好啦,全世界任何一个地区的软件,可以 不用修改就能在另一个地区运行了。UNICODE的范围是0x0000-0xFFFF共6万多个字符。

 在程序中使用各种字符集的方法:

 const char* p = "Hello"; //使用ASCII码

 const char* p = "你好"; //使用MBCS字符集,由于MBCS完全兼容ASCII码,多数情况,我们并不严格区分他们。

    LPCSTR p = "Hello,你好"; //意义同上。

 const WCHAR *p = L"Hello,你好";使用UNICODE字符集。

 //如果预定义了_UNICODE,则表示使用UNICODE字符集,如果定义了_MBCS,则表示使用MBCS

 const TCHAR *p = _T("Hello 您好");

 LPCTSTR p = _T("Hello,你好");//意义同上。

 

 

多字节与UTF-8、Unicode之间的转换



// 多字节编码转为UTF8编码 
bool MBToUTF8(vector<char>& pu8, const char* pmb, int32 mLen) 
{ 
 // convert an MBCS string to widechar  
 int32 nLen = MultiByteToWideChar(CP_ACP, 0, pmb, mLen, NULL, 0); 
  
 WCHAR* lpszW = NULL; 
 try 
 { 
    lpszW = new WCHAR[nLen]; 
 } 
 catch(bad_alloc &memExp) 
 { 
    return false; 
 } 
 
 int32 nRtn = MultiByteToWideChar(CP_ACP, 0, pmb, mLen, lpszW, nLen); 
  
 if(nRtn != nLen) 
 { 
    delete[] lpszW; 
    return false; 
 } 
 // convert an widechar string to utf8 
 int32 utf8Len = WideCharToMultiByte(CP_UTF8, 0, lpszW, nLen, NULL, 0, NULL, NULL); 
 if (utf8Len <= 0) 
 { 
     return false; 
 } 
 pu8.resize(utf8Len); 
 nRtn = WideCharToMultiByte(CP_UTF8, 0, lpszW, nLen, &*pu8.begin(), utf8Len, NULL, NULL); 
 delete[] lpszW; 
 
 if (nRtn != utf8Len) 
 { 
     pu8.clear(); 
     return false; 
 } 
 return true; 
} 
 
// UTF8编码转为多字节编码 
bool UTF8ToMB(vector<char>& pmb, const char* pu8, int32 utf8Len) 
{ 
    // convert an UTF8 string to widechar  
    int32 nLen = MultiByteToWideChar(CP_UTF8, 0, pu8, utf8Len, NULL, 0); 
 
    WCHAR* lpszW = NULL; 
    try 
    { 
        lpszW = new WCHAR[nLen]; 
    } 
    catch(bad_alloc &memExp) 
    { 
        return false; 
    } 
 
    int32 nRtn = MultiByteToWideChar(CP_UTF8, 0, pu8, utf8Len, lpszW, nLen); 
 
    if(nRtn != nLen) 
    { 
        delete[] lpszW; 
        return false; 
    } 
 
    // convert an widechar string to Multibyte  
    int32 MBLen = WideCharToMultiByte(CP_ACP, 0, lpszW, nLen, NULL, 0, NULL, NULL); 
    if (MBLen <=0) 
    { 
        return false; 
    } 
    pmb.resize(MBLen); 
    nRtn = WideCharToMultiByte(CP_ACP, 0, lpszW, nLen, &*pmb.begin(), MBLen, NULL, NULL); 
    delete[] lpszW; 
 
    if(nRtn != MBLen) 
    { 
        pmb.clear(); 
        return false; 
    } 
    return true; 
} 
 
// 多字节编码转为Unicode编码 
bool MBToUnicode(vector<wchar_t>& pun, const char* pmb, int32 mLen) 
{ 
    // convert an MBCS string to widechar  
    int32 uLen = MultiByteToWideChar(CP_ACP, 0, pmb, mLen, NULL, 0); 
 
    if (uLen<=0) 
    { 
        return false; 
    } 
    pun.resize(uLen); 
 
    int32 nRtn = MultiByteToWideChar(CP_ACP, 0, pmb, mLen, &*pun.begin(), uLen); 
 
    if (nRtn != uLen) 
    { 
        pun.clear(); 
        return false; 
    } 
    return true; 
} 
 
//Unicode编码转为多字节编码 
bool UnicodeToMB(vector<char>& pmb, const wchar_t* pun, int32 uLen) 
{ 
    // convert an widechar string to Multibyte  
    int32 MBLen = WideCharToMultiByte(CP_ACP, 0, pun, uLen, NULL, 0, NULL, NULL); 
    if (MBLen <=0) 
    { 
        return false; 
    } 
    pmb.resize(MBLen); 
    int nRtn = WideCharToMultiByte(CP_ACP, 0, pun, uLen, &*pmb.begin(), MBLen, NULL, NULL); 
 
    if(nRtn != MBLen) 
    { 
        pmb.clear(); 
        return false; 
    } 
    return true; 
} 
 
// UTF8编码转为Unicode 
bool UTF8ToUnicode(vector<wchar_t>& pun, const char* pu8, int32 utf8Len) 
{ 
    // convert an UTF8 string to widechar  
    int32 nLen = MultiByteToWideChar(CP_UTF8, 0, pu8, utf8Len, NULL, 0); 
    if (nLen <=0) 
    { 
        return false; 
    } 
    pun.resize(nLen); 
    int32 nRtn = MultiByteToWideChar(CP_UTF8, 0, pu8, utf8Len, &*pun.begin(), nLen); 
 
    if(nRtn != nLen) 
    { 
        pun.clear(); 
        return false; 
    } 
 
    return true; 
} 
 
// Unicode编码转为UTF8 
bool UnicodeToUTF8(vector<char>& pu8, const wchar_t* pun, int32 uLen) 
{ 
    // convert an widechar string to utf8 
    int32 utf8Len = WideCharToMultiByte(CP_UTF8, 0, pun, uLen, NULL, 0, NULL, NULL); 
    if (utf8Len<=0) 
    { 
        return false; 
    } 
    pu8.resize(utf8Len); 
    int32 nRtn = WideCharToMultiByte(CP_UTF8, 0, pun, uLen, &*pu8.begin(), utf8Len, NULL, NULL); 
 
    if (nRtn != utf8Len) 
    { 
        pu8.clear(); 
        return false; 
    } 
    return true; 
}

 

字符编码-- Unicode

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