ASCII、Unicode、GBK、UTF-8之间的关系

一、ASCII编码

    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”

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



猜你喜欢

转载自blog.csdn.net/longwen_zhi/article/details/79704687