計算機字元編碼

2022-03-18 13:27:14 字數 2039 閱讀 4457

因為計算機只能處理數字,如果要處理文字,就必須先把文字轉換為數字才能處理。最早的計算機在設計時採用8個位元(bit)作為乙個位元組(byte),所以,乙個位元組能表示的最大的整數就是255(二進位制11111111=十進位制255),如果要表示更大的整數,就必須用更多的位元組。比如兩個位元組可以表示的最大整數是65535,4個位元組可以表示的最大整數是4294967295

由於計算機是美國人發明的,因此,最早只有127個字元被編碼到計算機裡,也就是大小寫英文本母、數字和一些符號,這個編碼表被稱為ascii編碼,比如大寫字母a的編碼是65,小寫字母z的編碼是122

但是要處理中文顯然乙個位元組是不夠的,至少需要兩個位元組,而且還不能和ascii編碼衝突,所以,中國制定了gb2312編碼,用來把中文編進去。

你可以想得到的是,全世界有上百種語言,日本把日文編到shift_jis裡,南韓把韓文編到euc-kr裡,各國有各國的標準,就會不可避免地出現衝突,結果就是,在多語言混合的文字中,顯示出來會有亂碼。

因此,unicode應運而生。unicode把所有語言都統一到一套編碼裡,這樣就不會再有亂碼問題了。

unicode標準也在不斷發展,但最常用的是用兩個位元組表示乙個字元(如果要用到非常偏僻的字元,就需要4個位元組)。現代作業系統和大多數程式語言都直接支援unicode。

現在,捋一捋ascii編碼和unicode編碼的區別:ascii編碼是1個位元組,而unicode編碼通常是2個位元組。

字母a用ascii編碼是十進位制的65,二進位制的01000001

字元0用ascii編碼是十進位制的48,二進位制的00110000,注意字元'0'和整數0是不同的;

漢字已經超出了ascii編碼的範圍,用unicode編碼是十進位制的20013,二進位制的01001110 00101101

你可以猜測,如果把ascii編碼的a用unicode編碼,只需要在前面補0就可以,因此,a的unicode編碼是00000000 01000001

新的問題又出現了:如果統一成unicode編碼,亂碼問題從此消失了。但是,如果你寫的文字基本上全部是英文的話,用unicode編碼比ascii編碼需要多一倍的儲存空間,在儲存和傳輸上就十分不划算。

所以,本著節約的精神,又出現了把unicode編碼轉化為「可變長編碼」的utf-8編碼。utf-8編碼把乙個unicode字元根據不同的數字大小編碼成1-6個位元組,常用的英文本母被編碼成1個位元組,漢字通常是3個位元組,只有很生僻的字元才會被編碼成4-6個位元組。如果你要傳輸的文字包含大量英文本元,用utf-8編碼就能節省空間:

字元ascii

unicode

utf-8

a01000001

00000000 01000001

01000001中x

01001110 00101101

11100100 10111000 10101101

從上面的**還可以發現,utf-8編碼有乙個額外的好處,就是ascii編碼實際上可以被看成是utf-8編碼的一部分,所以,大量只支援ascii編碼的歷史遺留軟體可以在utf-8編碼下繼續工作。

搞清楚了ascii、unicode和utf-8的關係,我們就可以總結一下現在計算機系統通用的字元編碼工作方式:

在計算機記憶體中,統一使用unicode編碼,當需要儲存到硬碟或者需要傳輸的時候,就轉換為utf-8編碼。

瀏覽網頁的時候,伺服器會把動態生成的unicode內容轉換為utf-8再傳輸到瀏覽器:

所以你看到很多網頁的原始碼上會有類似的資訊,表示該網頁正是用的utf-8編碼。

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