1、二进制
前言:计算机一共就能做两件事:计算和通信
2、字符编码
生活中的数字要想让计算机理解就必须转换成二进制。十进制到二进制的转换只能解决计算机理解数字的问题,那么文字要怎么让计算机理解呢?
于是我们就选择了一种方式,既然数字可以转换成十进制,我们只要想办法吧文字,转换成数字,这样文字不就可以表示成二进制了么?
那么问题来了:怎么把文字转换成数字呢?就是强制转换
我们自己强行约定了一个表,把文字和数字对应上,这张表就相当于翻译,我们可以拿着一个数字来对比对应表找到相应的文字,反之亦然。
ASCII码
我们先来看一张图片,在了解ascii码
ASCII(American Standard Code for Information Interchange,美国信息交换标准代码)是基于拉丁字母的一套电脑编码系统,主要用于显示现代英语和其他西欧语言。它是现今最通用的单字节编码系统,并等同于国际标准ISO/IEC 646。
由于计算机是美国人发明的,因此,最早只有127个字母被编码到计算机里,也就是大小写英文字母、数字和一些符号,这个编码表被称为ASCII
编码,比如大写字母 A
的编码是65
,小写字母 z
的编码是122
。后128个称为扩展ASCII码。
那现在我们就知道了上面的字母符号和数字对应的表是早就存在的。那么根据现在有的一些十进制,我们就可以转换成二进制的编码串。
比如:
假如我们要打印两个空格一个对勾 写作二进制就应该是 0011111011但是 但是问题来了,我们怎么知道从哪儿到哪儿是一个字符呢? |
正是由于这些字符串长的长,短的短,写在一起让我们难以分清每一个字符的起止位置,所以聪明的人类就想出了一个解决办法,既然一共就这255个字符,那最长的也不过是11111111八位,不如我们就把所有的二进制都转换成8位的,不足的用0来替换。
这样一来,刚刚的两个空格一个对勾就写作000000000000000011111011,读取的时候只要每次读8个字符就能知道每个字符的二进制值啦。
在这里,每一位0或者1所占的空间单位为bit(比特),这是计算机中最小的表示单位
每8个bit组成一个字符,这是计算机中最小的存储单位(毕竟你是没有办法存储半个字符的)
bit 位,计算机中最小的表示单位 8bit = 1bytes 字节,最小的存储单位,1bytes缩写为1B 1KB=1024B 1MB=1024KB 1GB=1024MB 1TB=1024GB 1PB=1024TB 1EB=1024PB 1ZB=1024EB 1YB=1024ZB 1BB=1024YB
GBK和GB2312
显然,对于我们来说能在计算机中显示中文字符是至关重要的,然而刚学习的ASCII表里连一个偏旁部首也没有。所以我们还需要一张关于中文和数字对应的关系表。之前我们已经看到了,一个字节只能最多表示256个字符,要处理中文显然一个字节是不够的,所以我们需要采用两个字节来表示,而且还不能和ASCII编码冲突,所以,中国制定了GB2312编码,用来把中文编进去。
你可以想得到的是,全世界有上百种语言,日本把日文编到Shift_JIS里,韩国把韩文编到Euc-kr里,
各国有各国的标准,就会不可避免地出现冲突,结果就是,在多语言混合的文本中,显示出来会有乱码。
因此,Unicode应运而生。Unicode把所有语言都统一到一套编码里,这样就不会再有乱码问题了。
Unicode标准也在不断发展,但最常用的是用两个字节表示一个字符(如果要用到非常偏僻的字符,就需要4个字节)。现代操作系统和大多数编程语言都直接支持Unicode。
现在,捋一捋ASCII编码和Unicode编码的区别:
ASCII编码是1个字节,而Unicode编码通常是2个字节。
字母A用ASCII编码是十进制的65,二进制的01000001;
字符0用ASCII编码是十进制的48,二进制的00110000;
汉字“中”已经超出了ASCII编码的范围,用Unicode编码是十进制的20013,二进制的01001110 00101101。
你可以猜测,如果把ASCII编码的A用Unicode编码,只需要在前面补0就可以,因此,A的Unicode编码是00000000 01000001。
问题又出现了:
如果统都编辑成Unicode编码,乱码问题从此消失了。但是,如果你写的文本基本上全部是英文的话,用Unicode编码比ASCII编码需要多一倍的存储空间,在存储和传输上就十分不划算。
字符 | ASCII | unicode | UTF-8 |
A | 01000001 | 00000000 01000001 | 01000001 |
中 | x | 01001110 00101101 | 11100100 10111000 10101101 |
从上面的表格还可以发现,UTF-8编码有一个额外的好处,就是ASCII编码实际上可以被看成是UTF-8编码的一部分,所以,大量只支持ASCII编码的历史遗留软件可以在UTF-8编码下继续工作。
搞清楚了ASCII、Unicode和UTF-8的关系,我们就可以总结一下现在计算机系统通用的字符编码工作方式:
在计算机内存中,统一使用Unicode编码,当需要保存到硬盘或者需要传输的时候,就转换为UTF-8编码。
用记事本编辑的时候,从文件读取的UTF-8字符被转换为Unicode字符到内存里,编辑完成后,保存的时候再把Unicode转换为UTF-8保存到文件。
文件存取编码转换图:
常用编码技术一览表
编码 | 制定时间 | 作用 | 所占字节数 |
ASCII | 1967年 | 表示英语及西欧语言 | 8bit/1bytes |
GB2312 | 1980年 | 国家简体中文字符集,兼容ASCII | 2bytes |
Unicode | 1991年 | 国际标准组织统一标准字符集 | 2bytes |
GBK | 1995年 | GB2312的扩展字符集,支持繁体字,兼容GB2312 | 2bytes |
UTF-8 | 1992年 | 不定长编码 | 1-3bytes |
来源:https://www.cnblogs.com/aihuidi/p/10551772.html