UTF,是Unicode Transformation Format的缩写,意为
Unicode转换格式。
简介
UTF,是UnicodeTransformationFormat的缩写,意为
Unicode转换格式。
如果UNICODE字符由2个字节表示,则编码成UTF-8很可能需要3个字节,而如果UNICODE字符由4个字节表示,则
编码成UTF-8可能需要6个字节。用4个或6个字节去编码一个UNICODE字符可能太多了,但很少会遇到那样的UNICODE字符。
简史
ASCII码
在所有
字符集中,最知名可能要数被称为
ASCII的7位字符集了。它是美国
信息交换标准委员会(American Standard Code for Information Interchange)的缩写,为
美国英语通信所设计。它由128个字符组成,包括大小写字母、数字0-9、标点符号、非打印字符(
换行符、
制表符等4个)以及
控制字符(退格、响铃等)组成。标准的
ASCII码用一个字节存储,可以表示128个字符,其中最高位用作
校验码。
扩展码
但是,由于他是针对英语设计的,当处理带有音调
标号(形如汉语的拼音)的欧洲文字时就会出现问题。为了表示更多字符,人们打起了校验码的注意,让最高位也用作字符表示,这就是
ASCII码扩
字符集。ASCII扩展的
字符集包括255个字符。其中有一种通常被称为
IBM字符集,它把值为128-255之间的字符用于画图和画线,以及一些特殊的欧洲字符。另一种8位字符集是ISO 8859-1Latin 1,也简称为ISO Latin-1。它把位于128-255之间的字符用于
拉丁字母表中特殊语言字符的编码,也因此而得名。
编码
欧洲语言不是地球上的唯一语言,因此
亚洲和
非洲语言并不能被8位
字符集所支持。仅汉语(或pictograms)
字母表就有80000以上个字符。但是把汉语、日语和
越南语的一些相似的字符结合起来,在不同的语言里,使不同的字符代表不同的字,这样只用2个字节就可以编码地球上几乎所有地区的文字。因此,创建了UNICODE编码。它通过增加一个高字节对ISO Latin-1字符集进行扩展,当这些高字节位为0时,低字节就是ISO Latin-1字符。UNICODE支持欧洲、非洲、
中东、亚洲(包括统一标准的
东亚象形汉字和韩国
象形文字)。但是,UNICODE并没有提供对诸如Braille、Cherokee、Ethiopic、Khmer、Mongolian、Hmong、Tai Lu、Tai Mau文字的支持。同时它也不支持如Ahom、Akkadian、Aramaic、
Babylonian Cuneiform、Balti、Brahmi、
Etruscan、Hittite、Javanese、Numidian、Old Persian Cuneiform、Syrian之类的古老的文字。
转换格式
事实证明,对可以用ASCII表示的字符使用UNICODE并不高效,因为UNICODE比ASCII占用大一倍的空间,而对ASCII来说高字节的0对他毫无用处。为了解决这个问题,就出现了一些中间格式的
字符集,他们被称为通用转换格式,即UTF(Unicode Transformation Format)。目前存在的UTF格式有:
UTF-7,UTF-7.5,
UTF-8,
UTF-16,以及
UTF-32。本文讨论UTF-8字符集的基础。
IE乱码
UNICODE(UTF-8)这个项目放在 IE的
菜单栏下是为了让你能够强制 IE用 UTF-8
字符集显示页面。
只有在页面编码为UTF-8但 IE却无法正确地选择UTF-8字符集来显示页面的时候,你才应该动用该项目。
如果你选择该项目,这个页面将被显示成
乱码,因为这个页面的编码是
GB2312(简体中文),不是UTF-8。以不正确的编码显示页面就好像把汉语拼音当成法语来念,结果当然是没人能听懂的乱语。
首先
UCS和
Unicode只是分配整数给字符的
编码表。现在存在好几种将一串字符表示为一串字节的方法. 最显而易见的两种方法是将Unicode文本存储为2个或4个字节序列的串。这两种方法的
正式名称分别为UCS-2和UCS-4,除非另外指定,否则大多数的字节都是这样的(Bigendian convention)。 将一个ASCII或Latin-1的文件转换成UCS-2只需简单地在每个ASCII字节前插入0x00。如果要转换成UCS-4,则必须在每个ASCII字节前插入三个0x00。
库函数参数里都有特别的含义。另外,大多数使用
ASCII文件的UNIX下的工具,如果不进行重大修改是无法读取16位的字符的。基于这些原因,在文件名、
文本文件、
环境变量等地方,UCS-2不适合作为Unicode的外部编码。
在
ISO 10646-1 Annex R和
RFC 2279里定义的UTF-8编码没有这些问题,它是在Unix风格的操作系统下使用Unicode的明显的方法。
特性
UCS字符U+0000到U+007F(ASCII)被编码为字节0x00到0x7F(ASCII兼容),这意味着只包含7位ASCII字符的文件在ASCII和UTF-8两种
编码方式下是一样的。
所有>U+007F的UCS字符被编码为一个多个字节的串,每个字节都有标记位集。因此,ASCⅡ字节(0x00-0x7F)不可能作为任何其他字符的一部分。
表示非ASCⅡ字符的多字节串的第一个字节总是在0xC0到0xFD的范围里,并指出这个字符包含多少个字节. 多字节串的其余字节都在0x80到0xBF范围里。这使得重新同步非常容易,并使编码无国界,且很少受丢失字节的影响。
可以编入所有可能的231个UCS代码。
UTF-8编码字符理论上可以最多到6个字节长,然而16位BMP字符最多只用到3字节长。
Bigendian UCS-4字节串的排列顺序是预定的。
字节0xFE和0xFF在UTF-8编码中从未用到。
下列字节串用来表示一个字符,用到哪个串取决于该字符在 Unicode 中的序号。
U-00000000 - U-0000007F: 0xxxxxxx
U-00000080 - U-000007FF: 110xxxxx 10xxxxxx
U-00000800 - U-0000FFFF: 1110xxxx 10xxxxxx 10xxxxxx
U-00010000 - U-001FFFFF: 11110xxx 10xxxxxx 10xxxxxx 10xxxxxx
U-00200000 - U-03FFFFFF: 111110xx 10xxxxxx 10xxxxxx 10xxxxxx 10xxxxxx
U-04000000 - U-7FFFFFFF: 1111110x 10xxxxxx 10xxxxxx 10xxxxxx 10xxxxxx 10xxxxxx
例如: Unicode字符U+00A9 = 1010 1001 (版权符号) 在 UTF-8 里的编码为:
11****1*1*1*1**1=0xC20xA9【注:*号代表0】
而字符U+2260 = **1* **1* * 11* **** 【注:*号代表0】(不等于) 编码为:
111****1* 1*** 1***1 1* 1***** = 0xE2 0x89 0xA0
这种编码的官方名字拼写为UTF-8,其中UTF代表UCS Transformation Format,请勿在任何文档中用其他名字 (比如utf8或UTF_8)来表示UTF-8,当然除非你指的是一个变量名而不是这种编码本身.
优点
UTF-8编码可以通过屏蔽位和移位操作快速读写。字符串比较时strcmp()和wcscmp()的返回结果相同,因此使排序变得更加容易。字节FF和FE在UTF-8编码中永远不会出现,因此他们可以用来表明UTF-16或UTF-32文本(见
BOM) UTF-8 是
字节顺序无关的。它的字节顺序在所有系统中都是一样的,因此它实际上并不需要BOM。
缺点
你无法从UNICODE字符数判断出UTF-8文本的字节数,因为UTF-8是一种
变长编码它需要用2个字节编码那些用扩展ASCⅡ字符集只需1个字节的字符 ISO Latin-1是UNICODE的子集,但不是UTF-8的子集8位字符的UTF-8编码会被email网关过滤,因为internet信息最初设计为7位ASCⅡ码。因此产生了UTF-7编码。UTF-8在它的表示中使用值100xxxxx的几率超过50%, 而现存的实现如ISO 2022,4873,6429和8859系统,会把它错认为是C1控制码。因此产生了UTF-7.5编码。
关于utf-8
java使用UTF-16表示内部文本,并支持用于字符串串行化的非标准的修正UTF-8编码。标准UTF-8和修正的UTF-8有两点不同:修正的UTF-8中,null字符编码成2个字节(11****** 1*******)【注:*号代表0】 而不是标准的1个字节(00000000),这样作可以保证编码后的字符串中不会嵌入null字符。因此如果在
类C语言中处理字符串,文本不会在第一个null字符时截断(C字符串以null结尾)。在标准UTF-8编码中,超出基本多语言范围(
BMP - Basic Multilingual Plain)的字符被编码为4字节格式,但是在修正的UTF-8编码中,他们由代理编码对(
surrogate pairs)表示,然后这些代理编码对在序列中分别重新编码。结果标准UTF-8编码中需要4个字节的字符,在修正后的UTF-8编码中将需要6个字节。