几种常用编码区别

筅森魡賤 提交于 2020-11-01 20:32:02

ASCII(American Standard Code for Information Interchange,美国标准信息交换代码)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。

    ASCII 码使用指定的7 位或8 位二进制数组合来表示128 或256 种可能的字符。标准ASCII 码也叫基础ASCII码,使用7 位二进制数(剩下的1位二进制为0)来表示所有的大写和小写字母,数字0 到9、标点符号, 以及在美式英语中使用的特殊控制字符。

其中:

    0~31及127(共33个)是控制字符或通信专用字符(其余为可显示字符),如控制符:LF(换行)、CR(回车)、FF(换页)、DEL(删除)、BS(退格)、BEL(响铃)等;通信专用字符:SOH(文头)、EOT(文尾)、ACK(确认)等;ASCII值为8、9、10 和13 分别转换为退格、制表、换行和回车字符。它们并没有特定的图形显示,但会依不同的应用程序,而对文本显示有不同的影响。

    32~126(共95个)是字符(32是空格),其中48~57为0到9十个阿拉伯数字。

    65~90为26个大写英文字母,97~122号为26个小写英文字母,其余为一些标点符号、运算符号等。

    后128个称为扩展ASCII码。许多基于x86的系统都支持使用扩展(或“高”)ASCII。扩展ASCII 码允许将每个字符的第8 位用于确定附加的128 个特殊符号字符、外来语字母和图形符号

下面为ASCII码表

 

 

 

 

二、GBK编码
    由于ASCII编码不支持中文,因此,当中国人用到计算机时,就需要寻求一种编码方式来支持中文。
于是,国人就定义了一套编码规则:当字符小于127位时,与ASCII的字符相同,但当两个大于127的字符连接在一起时,就代表一个汉字,第一个字节称为高字节(从0xA1-0xF7),第二个字节为低字节(从0xA1-0xFE),这样大约可以组合7000多个简体汉字。这个规则叫做GB2312。
    但是由于中国汉字很多,有些字无法表示,于是重新定义了规则:不在要求低字节一定是127之后的编码,只要第一个字节是大于127,就固定表示这是一个汉字的开始,不管后面跟的是不是扩展字符集里的内容。这种扩展之后的编码方案称之为GBK标,包括了GB2312的所有内容,同时新增了近20000个新的汉字(包括繁体字)和符号。
    但是,中国有56个民族,所以,我们再次对编码规则进行了扩展,又加了近几千个少数民族的字符,于是再次扩展后得编码叫做GB18030。中国的程序员觉得这一系列编码的标准是非常的好,于是统统称他们叫做"DBCS"(Double Byte Charecter Set 双字节字符集)。

三、Unicode编码

    因为世界国家很多,每个国家都定义一套自己的编码标准,结果相互之间谁也不懂谁的编码,就无法进行很好的沟通交流,所以及时的出现了一个组织ISO(国际标准化组织)决定定义一套编码方案来解决所有国家的编码问题,这个新的编码方案就叫做Unicode。注意Unicode不是一个新的编码规则,二是一套字符集(为每一个「字符」分配一个唯一的 ID(学名为码位 / 码点 / Code Point)),可以将Unicode理解为一本世界编码的字典。
    ISO规定:每个字符必须使用俩个字节,即用16位二进制来表示所有的字符,对于ASCII编码表里的字符,保持其编码不变,只是将长度扩展到了16位,其他国家的字符全部统一重新编码。由于传输ASCII表里的字符时,实际上可以只用一个字节就可以表示,所以,这种编码方案在传输数据比较浪费带宽,存储数据比较浪费硬盘。

四、UTF-8编码
    由于Unicode比较浪费网络带宽和硬盘,因此为了解决这个问题,就在Unicode的基础上,定义了一套编码规则(将「码位」转换为字节序列的规则(编码/解码 可以理解为 加密/解密 的过程)),这个新的编码规则就是UTF-8,采用1-4个字符进行传输和存储数据。

    编码规则:使用下面的模板进行转换

Unicode符号范围(十六进制) |  UTF-8编码方式(二进制)
------------------------------------------------------------------------
0000 0000-0000 007F            |     0xxxxxxx
0000 0080-0000 07FF            |     110xxxxx 10xxxxxx
0000 0800-0000 FFFF            |     1110xxxx 10xxxxxx 10xxxxxx
0001 0000-0010 FFFF            |     11110xxx 10xxxxxx 10xxxxxx 10xxxxxx
    utf-8区分每个字符的开始是根据字符的高位字节来区分的,比如用一个字节表示的字符,第一个字节高位以“0”开头;用两个字节表示的字符,第一个字节的高位为以“110”开头,后面一个字节以“10开头”;用三个字节表示的字符,第一个字节以“1110”开头,后面俩字节以“10”开头;用四个字节表示的字符,第一个字节以“11110”开头,后面的三个字节以“10”开头。

五UTF-8和Unicode转换
比如汉字“智”,utf-8编码是“\xe6\x99\xba”对应的二进制为:“111001101001100110111010”,由于utf-8中一个汉字是3个字节,所以对应的模板为“0000 0800-0000 FFFF |  1110xxxx 10xxxxxx 10xxxxxx”。

11100110  10011001    10111010
1110xxxx   10xxxxxx     10xxxxxx
0110          011001       111010

0110011001111010代表十六进制667A,因此根据规则转换得出“智”Unicode的位置为为“667A”。

同样,根据Unicode中字符的编码位置,也能找到对应的utf-8编码。

六Unicode与GBK编码的转换
比如汉字“路”,在gbk中的编码为“\xc2\xb7”,对应的二进制为:“1100 0010 1011 0111”。同时“路”在Unicode字符集中的位置是“\u8def”(python中的Unicode类型),因此可以通过“\u8def”在Unicode字符集中找到“路”对应的编码为“4237”,对应的二进制为:“0100 0010 0011 0111”,由于gbk的俩个字节的高字节是为了区分中文和ASCII,所以将“1100 0010 1011 0111”高字节的“1”去掉后,就对应Unicode字符集中的0100 0010 0011 0111”

七UTF-8和Unicode与GBK的关系
utf-8--------decode(解码)----->>Unicode类型<<-------decode(解码)-----gbk

utf-8<<--------encode(编码)----->>Unicode类型<<-------encode(编码)----->>gbk
————————————————

2、各地的方言

在中国,大陆最常用的就是GBK18030编码,除此之外还有GBK,GB2312,这几个编码的关系是这样的。

字符必须编码后才能被计算机处理。计算机使用的缺省编码方式就是计算机的内码。早期的计算机使用7位的ASCII编码,但为了处理汉字,又设计出用于简体中文的GB2312和用于繁体中文的big5。

GB2312(1980年)一共收录了7445个字符,包括6763个汉字和682个其它符号。汉字区的内码范围高字节从B0-F7,低字节从A1-FE,占用的码位是72*94=6768。其中有5个空位是D7FA-D7FE。

GB2312支持的汉字太少。1995年的汉字扩展规范GBK1.0收录了21886个符号,它分为汉字区和图形符号区。汉字区包括21003个字符。

从ASCII、GB2312到GBK,这些编码方法是向下兼容的,即同一个字符在这些方案中总是有相同的编码,后面的标准支持更多的字符。在这些编码中,英文和中文可以统一地处理。区分中文编码的方法是高字节的最高位不为0。按照程序员的称呼,GB2312、GBK都属于双字节字符集 (DBCS)。

2000年的GB18030是取代GBK1.0的正式国家标准。该标准收录了27484个汉字,同时还收录了藏文、蒙文、维吾尔文等主要的少数民族文字。从汉字字汇上说,GB18030在GB13000.1的20902个汉字的基础上增加了CJK扩展A的6582个汉字(Unicode码0x3400-0x4db5),一共收录了27484个汉字。

CJK就是中日韩的意思。Unicode为了节省码位,将中日韩三国语言中的文字统一编码。GB13000.1就是ISO/IEC 10646-1的中文版,相当于Unicode 1.1。

GB18030的编码采用单字节、双字节和4字节方案。其中单字节、双字节和GBK是完全兼容的。4字节编码的码位就是收录了CJK扩展A的6582个汉字。例如:UCS的0x3400在GB18030中的编码应该是8139EF30,UCS的0x3401在GB18030中的编码应该是8139EF31。

微软提供了GB18030的升级包,但这个升级包只是提供了一套支持CJK扩展A的6582个汉字的新字体:新宋体-18030,并不改变内码。Windows 的内码仍然是GBK。

也就是说Big5支持繁体中文,GB2312支持简体中文,Big5,GB2312是GBK的子集,GBK是GB18030的子集

日本:SJIS编码

注:

汉字编码简明对照表http://www.knowsky.com/resource/gb2312tbm.htm

3、Unicode

如果把各种文字编码形容为各地的方言,那么Unicode就是世界各国合作开发的一种语言。

在这种语言环境下,不会再有语言的编码冲突,在同屏下,可以显示任何语言的内容,这就是Unicode的最大好处。

那么Unicode是如何编码的呢?其实非常简单。

就是将世界上所有的文字用2个字节统一进行编码。可能你会问,2个字节最多能够表示65536个编码,够用吗?

Unicode的学名是"Universal Multiple-Octet Coded Character Set",简称为UCS。现在用的是UCS-2,即2个字节编码.

以现在的发展肯定是不够用得,如《康熙字典》收录了四万七千零三十五字,《汉语大字典》收录了五万六千多个。到目前为止,国际标准组织(ISO)制定国际标准时,共收集到汉字七万多字,所以出现UCS-4, 即4个字节编码,由原先的65536个编码扩展至将近100万编码。

注:

中日韩汉字Unicode编码表:http://www.chi2ko.com/tool/CJK.htm

查询需要Unicode编码的字符:

http://www.unicode.org/charts/unihan.html

http://www.nengcha.com/code/unicode/

4、兼容codepage

那么既然统一了编码,如何兼容原先各国的文字编码呢?这个时候就需要codepage了。

什么是codepage?codepage就是各国的文字编码和Unicode之间的映射表。比如简体中文和Unicode的映射表就是CP936,点这里查看官方的映射表。

以下是几个常用的codepage,相应的修改上面的地址的数字即可。

codepage=936 简体中文GBK

codepage=950 繁体中文BIG5

codepage=437 美国/加拿大英语

codepage=932 日文

codepage=949 韩文

codepage=866 俄文

codepage=65001 unicode UFT-8

从936中随意取一行,例如:0x9993 0x6ABD #CJK UNIFIED IDEOGRAPH.前面的编码是GBK的编码,后面的是Unicode。通过查这张表,就能简单的实现GBK和Unicode之间的转换

5、UTF-8

现在明白了Unicode,那么UTF-8又是什么呢?又为什么会出现UTF-8呢?

Unicode的最初目标,是用1个16位的编码来为超过65000字符提供映射。但这还不够,它不能覆盖全部历史上的文字,也不能解决传输的问题,尤其在那些基于网络的应用中。 

 因此,Unicode用一些基本的保留字符制定了三套编码方式。它们分别是UTF-8,UTF-16和UTF-32。正如名字所示,在UTF-8中,字符是以8位序列来编码的,用一个或几个字节来表示一个字符。这种方式的最大好处,是UTF-8保留了ASCII字符的编码做为它的一部分,例如,在UTF-8和ASCII中,“A”的编码都是0x41. 

例:11100100 10111101 10100000à0xE4BDA0 “你”字的UTF-8编码

01001111 01100000        à0x4F60  “你”的Unicode编码

按照UTF-8的编码规则,11100100 10111101 10100000分解如下:xxxx0100 xx111101 xx100000,把除了x之外的数字拼接在一起,01001111 01100000就变成“你”的Unicode编码了.注意UTF-8的最前面3个1,表示整个UTF-8串是由3个字节构成的经过UTF-8编码之后,再也不会出现敏感字符了,因为最高位始终为1。

Unicode和UTF-8之间的转换关系表:

0000 0000-0000 007F | 0xxxxxxx

0000 0000-0080 07FF | 110xxxxx 10xxxxxx

0000 0800-0000 FFFF | 1110xxxx 10xxxxxx 10xxxxxx   

0001 0000-0010 FFFF | 11110xxx 10xxxxxx 10xxxxxx 10xxxxxx

Unicode编码转换到UTF-8,简单的把Unicode字节流套到x中就变成UTF-8了。

https://www.cnblogs.com/summerdata/p/10721867.html

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