ASCII码
在计算机种中,1 字节对应 8 位二进制数,而每位二进制数有 0、1 两种状态,因此 1 字节可以组合出 256 种状态。如果这 256 中状态每一个都对应一个符号,就能通过 1 字节的数据表示 256 个字符。ASCII
就是用于描述英语中的字符和这 8 位二进制数的对应关系。
ASCII
码一共定义了 128 个字符,例如大写的字母 A 是 65(这是十进制数,对应二进制是0100 0001)。这 128 个字符只使用了 8 位二进制数中的后面 7 位,最前面的一位统一规定为 0。
ASCII
编码范围0x00
-0x7F
,即十进制的0
-127
,定义了128个单字节字符
- 0 - 31 及 127(共33个)是控制字符或通信专用字符(不可显示,其他都是可显示字符)
- 32 是空格
- 33 - 47,58 - 64,91 - 96,123 - 126 是字符(
@#$%^/=
之类的) - 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
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,扩展ASCII不再是国际标准。
查询
ASCII
技巧:
新建一个txt
文档,按住ALT
键 + 要查询的码值(十进制),松开就会显示对应字符。例如:按住ALT
+97
,则会显示出a
Unicode
由于扩展ASCII
并非标准,同时亚洲语言有更多的字符需要被存储,一个字节显然不够用,需要2个字节。为了定义一种标准方案来展示世界上所有语言中的字符,最终诞生了Unicode
。
Unicode
基本上包含了世界上所有的语言字符。但它仅仅是一个字符集,把世界上所有能出现的字符,都为其分配一个数字来表示。
比如中
这个字对应的二进制数是"100111000101101",有15位,说明至少需要2个字节。可以想象,在 Unicode
字典中往后的字符可能就需要 3 个字节或者 4 个字节,甚至更多字节来表示了。到目前最新版本Unicode15.0.0
的字符数已到了149186个。但是计算级怎么确认这两个字节是表示一个字符而不是两个(N-
)字符呢?第二个问题是,Unicode
是按照ASCII
编码规范对英文及"半角"字符进行编码的,意味着只需要一个字节就行,如果Unicode
同意规定,每个符号都用3、4个字节表示,那么每个英文及"半角"字符前必然有2、3个字节都是0,这对于存储空间来说是极大的浪费,文本文件的大小会因此大出二三倍,这是难以接受的。
Unicode
在很长一段时间内无法推广,直到互联网的出现,为解决Unicode
如何在网络上传输的问题,定义了UTF
(UCS Transfer Format
)标准,我们熟悉的UTF-8
就是每次8位传输数据,UTF-16
就是每次16位。当然还有一个 UTF-32
的编码方式,也就是上述那种定长编码,字符统一使用 4 个字节,虽然看似方便,但是却不如另外两种编码方式使用广泛。
UTF-8
UTF-8
就是在互联网上使用最广的一种Unicode
的实现方式,这是为传输而设计的编码,并使编码无国界,这样就可以显示全世界上所有文化的字符了。UTF-8
最大的一个特点,就是它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,当字符在ASCII
码的范围时,就用一个字节表示,保留了ASCII
字符一个字节的编码做为它的一部分,注意的是Unicode
一个中文字符占2个字节,而UTF-8
一个中文字符占3个字节)。从Unicode
到UTF-8
并不是直接的对应,而是要过一些算法和规则来转换。
UTF-8
编码规则:
- 对于单字节字符,第一位设为0,后面的 7 位对应这个字符的
Unicode
码点。因此,对于英文中的 0 - 127 号字符,与ASCII
码完全相同。 - 对于需要使用
N
(N > 1)字节的字符,第一个字节的前N
位都设置为1,第N + 1
位设置为0,剩余的N - 1
个字节的前两位都设为10
,剩下的二进制位则使用这个字符的Unicode
码点来填充.
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
编码 DEMO:
中
这个字对应Unicode
码点是0x4e2d
(通过'中'.charCodeAt().toString(16)
获取),从上面的表可以看到处于第三行中,那么可以得出格式为1110xxxx 10xxxxxx 10xxxxxx
,从中
的二进制数(100111000101101
)最后一位开始,从后向前依次填充对应格式中的 x,多出的 x 用 0 补上。这样,就得到了中
的 UTF-8
编码为 11100100 10111000 10101101
,转换成十六进制就是 0xE4 0xB8 0xAD
。
解码的过程也十分简单:如果一个字节的第一位是 0
,则说明这个字节对应一个字符;如果一个字节的第一位1,那么连续有多少个 1,就表示该字符占用多少个字节.
js
本身可通过charCodeAt
方法得到一个字符的Unicode
编码(返回值是0 - 65535
之间的整数),并通过fromCharCode
方法将Unicode
编码转换成对应字符.
Web
要求URL
的查询字符串采用UTF-8
编码,对于一些特殊字符或者中文等,会编码成多个字节,变成%
加相应16进制码的形式。比如:汉字中
将会被编码为%E4%B8%AD
。为此js
提供了encodeURIComponent
与decodeURIComponent
方法组合来对查询字符串进行编码与解码。function encodeUtf8(text) {const code = encodeURIComponent(text);const bytes = [];for (var i = 0; i < code.length; i++) {const c = code.charAt(i);if (c === '%') {const hex = code.charAt(i + 1) + code.charAt(i + 2);const hexVal = parseInt(hex, 16);bytes.push(hexVal);i += 2;} else bytes.push(c.charCodeAt(0));}return bytes; }// 将每一字节都转换成%加16进制数字的表示形式,再通过decodeURIComponent方法解码,即可得到相应的字符串 function decodeUtf8(bytes) {var encoded = "";for (var i = 0; i < bytes.length; i++) {encoded += '%' + bytes[i].toString(16);}return decodeURIComponent(encoded); }
UTF-16
UTF-16
以2
或者4
个字节编码表示Unicode
字符。
Unicode
字符集中,000000-00FFFF
表示的字符,在UTF-16
中用2字节直接编码表示,不需要编码转换,这点和UTF-32
一样(这里有点需要说明一下, U+D800
到 U+DFFF
是一个空段,即这些码点不对应任何字符,4字节需要用到)
010000-10FFFF
表示的字符,在UTF-16
中用4字节编码表示,但是需要进行编码转换。比如010000-10FFFF
中的某个字符X
的Unicode
编码为AAAA AAAA AABB BBBB BBBB
,分为高10位和低10位,高10位加上高位代理位D8(110110),低10位加上低位代理位DF(110111),即组成字符X
的UTF-16
编码110110AAAAAAAAAAA 110111BBBBBBBBBB
UTF-32
和UTF-8
基于Unicode
字符集一样。不过UTF-32
编码为固定长度4个字节。因为Unicode
范围为00FFFF-10FFFF
,4个字节表示的范围为00000000-FFFFFFFF,能直接表示所有Unicode
编码,不需要进行转换编码转换。以空间换时间。