慢慢补充吧,先记录一些。
字符编码以及问题的起源
先是来自百度大佬的发言(原文链接)
先从字符编码讲起。
- 美国人首先对其英文字符进行了编码,也就是最早的ascii码,用一个字节的低7位来表示英文的128个字符,高1位统一为0;
- 后来欧洲人发现尼玛你这128位哪够用,比如我高贵的法国人字母上面的还有注音符,这个怎么区分,得,把高1位编进来吧,这样欧洲普遍使用一个全字节进行编码,最多可表示256位。欧美人就是喜欢直来直去,字符少,编码用得位数少;
- 但是即使位数少,不同国家地区用不同的字符编码,虽然0–127表示的符号是一样的,但是128–255这一段的解释完全乱套了,即使2进制完全一样,表示的字符完全不一样,比如135在法语,希伯来语,俄语编码中完全是不同的符号;
- 更麻烦的是,尼玛这电脑高科技传到中国后,中国人发现我们有10万多个汉字,你们欧美这256字塞牙缝都不够。于是就发明了GB2312这些汉字编码,典型的用2个字节来表示绝大部分的常用汉字,最多可以表示65536个汉字字符,这样就不难理解有些汉字你在新华字典里查得到,但是电脑上如果不处理一下你是显示不出来的了吧。
- 这下各用各的字符集编码,这世界咋统一?俄国人发封email给中国人,两边字符集编码不同,尼玛显示都是乱码啊。为了统一,于是就发明了unicode,将世界上所有的符号都纳入其中,每一个符号都给予一个独一无二的编码,现在unicode可以容纳100多万个符号,每个符号的编码都不一样,这下可统一了,所有语言都可以互通,一个网页页面里可以同时显示各国文字。
- 然而,unicode虽然统一了全世界字符的二进制编码,但没有规定如何存储啊,亲。x86和amd体系结构的电脑小端序和大端序都分不清,别提计算机如何识别到底是unicode还是acsii了。如果Unicode统一规定,每个符号用三个或四个字节表示,那么每个英文字母前都必然有二到三个字节是0,文本文件的大小会因此大出二三倍,这对于存储来说是极大的浪费。这样导致一个后果:出现了Unicode的多种存储方式。
- 互联网的兴起,网页上要显示各种字符,必须统一啊,亲。utf-8就是Unicode最重要的实现方式之一。另外还有utf-16、utf-32等。UTF-8不是固定字长编码的,而是一种变长的编码方式。它可以使用1~4个字节表示一个符号,根据不同的符号而变化字节长度。这是种比较巧妙的设计,如果一个字节的第一位是0,则这个字节单独就是一个字符;如果第一位是1,则连续有多少个1,就表示当前字符占用多少个字节。
- 注意unicode的字符编码和utf-8的存储编码表示是不同的,例如”严”字的Unicode码是4E25,UTF-8编码是E4B8A5,这个7里面解释了的,UTF-8编码不仅考虑了编码,还考虑了存储,E4B8A5是在存储识别编码的基础上塞进了4E25。
- UTF-8 使用一至四个字节为每个字符编码。128 个 ASCII 字符(Unicode 范围由 U+0000 至 U+007F)只需一个字节,带有变音符号的拉丁文、希腊文、西里尔字母、亚美尼亚语、希伯来文、阿拉伯文、叙利亚文及马尔代夫语(Unicode 范围由 U+0080 至 U+07FF)需要二个字节,其他基本多文种平面(BMP)中的字符(CJK属于此类-Qieqie注)使用三个字节,其他 Unicode 辅助平面的字符使用四字节编码。
- 最后,要回答你的问题,常规来看,中文汉字在utf-8中到底占几个字节,一般是3个字节,最常见的编码方式是1110xxxx 10xxxxxx 1 0xxxxxx。
Unicode、ASCII 以及 UTF-8 的比较
然后是廖雪峰老师的发言(原文链接)
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
,注意字符'0'
和整数0
是不同的;
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
。
新的问题又出现了:如果统一成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。
所以,本着节约的精神,又出现了把Unicode编码转化为“可变长编码”的UTF-8
编码。UTF-8编码把一个Unicode字符根据不同的数字大小编码成1-6个字节,常用的英文字母被编码成1个字节,汉字通常是3个字节,只有很生僻的字符才会被编码成4-6个字节。如果你要传输的文本包含大量英文字符,用UTF-8编码就能节省空间:
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。
简单的一个小整理,廖老师写的还是非常全的(后面还有很多)
python编码原理
还是廖老师的那篇文章,写的挺全的(原文链接)
另外还有一篇文章也很好:吐血总结,彻底明白 python3 编码原理
锟斤拷,烫烫烫
锟斤拷
如果我们想要用Unicode编码记录一些文本,特别是一些遗留的老字符集内的文本,但是这些字符在Unicode中可能并不存在。于是,Unicode会统一把这些字符记录为U+FFFD这个编码
如果用UTF-8的格式存储下来,就是\xef\xbf\xbd。如果连续两个这样的字符放在一起,\xef\xbf\xbd\xef\xbf\xbd,这个时候,如果程序把这个字符,用GB2312的方式进行decode,就会变成“锟斤拷”。这就好比我们用GB2312这本密码本,去解密别人用UTF-8加密的信息,自然没办法读出有用的信息。
烫烫烫
“烫烫烫”,则是因为如果你用了Visual Studio的调试器,默认使用MBCS字符集
“烫”在里面是由0xCCCC来表示的,而0xCC又恰好是未初始化的内存的赋值。于是,在读到没有赋值的内存地址或者变量的时候,电脑就开始大叫“烫烫烫”了。
后记
GB2312、GBK、GB18030-2000什么的没整合,改天补充吧。
ps:这个老大哥说的也很不错(链接)