常⽤字符集编码详解:ASCII、GB2312、GBK、GB18030、
UTF-8、unicode
ASCII
ASCII码是7位编码,编码范围是0x00-0x7F。ASCII字符集包括英⽂字母、阿拉伯数字和标点符号等字符。其中0x00-0x20和0x7F共33个控制字符。
只⽀持ASCII码的系统会忽略每个字节的最⾼位,只认为低7位是有效位。HZ字符编码就是早期为了在只⽀持7位ASCII系统中传输中⽂⽽设计的编码。早期很多邮件系统也只⽀持ASCII编码,为了传输中⽂邮件必须使⽤BASE64或者其他编码⽅式。
GB2312
GB2312是基于区位码设计的,区位码把编码表分为94个区,每个区对应94个位,每个字符的区号和位号组合起来就是该汉字的区位码。区位码⼀般 ⽤10进制数来表⽰,如1601就表⽰16区1位,对应的字符是“啊”。在区位码的区号和位号上分别加上0xA0就得到了
GB2312编码。
区位码中01-09区是符号、数字区,16-87区是汉字区,10-15和88-94是未定义的空⽩区。它将收录的汉字分成两级:第⼀级是常⽤汉字计3755个,置于16-55区,按汉语拼⾳字母/笔形顺序排列;第⼆级汉字是次常⽤汉字计3008个,置于56-87区,按部⾸/笔画顺序排列。⼀级汉字是按照拼⾳排序的,这个就可以得到某个拼⾳在⼀级汉字区位中的范围,很多根据汉字可以得到拼⾳的程序就是根据这个原理编写的。
GB2312字符集中除常⽤简体汉字字符外还包括希腊字母、⽇⽂平假名及⽚假名字母、俄语西⾥尔字母等字符,未收录繁体中⽂汉字和⼀些⽣僻字。可以⽤繁体汉字测试某些系统是不是只⽀持GB2312编码。
GB2312的编码范围是0xA1A1-0x7E7E,去掉未定义的区域之后可以理解为实际编码范围是0xA1A1-0xF7FE。
EUC-CN可以理解为GB2312的别名,和GB2312完全相同。
区位码更应该认为是字符集的定义,定义了所收录的字符和字符位置,⽽GB2312及EUC-CN是实际计算机环境中⽀持这种字符集的编码。HZ和ISO-2022-CN是对应区位码字符集的另外两种编码,都是⽤7位编码空间来⽀持汉字。区位码和GB2312编码的关系有点像Unicode和UTF-8。
GBK
GBK编码是GB2312编码的超集,向下完全兼容GB2312,同时GBK收录了Unicode基本多⽂种平⾯中的所有CJK汉字。同 GB2312⼀样,GBK也⽀持希腊字母、⽇⽂假名字母、俄语字母等字符,但不⽀持韩语中的表⾳字符(⾮汉字字符)。GBK还收录了GB2312不包含的汉字部⾸符号、竖排标点符号等字符。
GBK的整体编码范围是为0x8140-0xFEFE,不包括低字节是0×7F的组合。⾼字节范围是0×81-0xFE,低字节范围是0x40-7E和
0x80-0xFE。
低字节是0x40-0x7E的GBK字符有⼀定特殊性,因为这些字符占⽤了ASCII码的位置,这样会给⼀些系统带来⿇烦。
有些系统中⽤0x40-0x7E中的字符(如“|”)做特殊符号,在定位这些符号时⼜没有判断这些符号是不是属于某个 GBK字符的低字节,这样就会造成错误判断。在⽀持GB2312的环境下就不存在这个问题。需要注意的是⽀持GBK的环境中⼩于0x80的某个字节未必就是ASCII符号;另外就是最好选⽤⼩于0×40的ASCII符号做⼀些特殊符号,这样就可以快速定位,且不⽤担⼼是某个汉字的另⼀半。Big5编码中也存在相应问题。
CP936和GBK的有些许差别,绝⼤多数情况下可以把CP936当作GBK的别名。
GB18030
GB18030编码向下兼容GBK和GB2312,兼容的含义是不仅字符兼容,⽽且相同字符的编码也相同。GB18030收录了所有Unicode3.1中的字符,包括中国少数民族字符,GBK不⽀持的韩⽂字符等等,也可以说是世界⼤多民族的⽂字符号都被收录在内。
GBK和GB2312都是双字节等宽编码,如果算上和ASCII兼容所⽀持的单字节,也可以理解为是单字节和双字节混合的变长编码。
GB18030编码是变长编码,有单字节、双字节和四字节三种⽅式。java语言使用的字符码集是
GB18030的单字节编码范围是0x00-0x7F,完全等同与ASCII;双字节编码的范围和GBK相同,⾼字节是0x81-0xFE,低字节的编码范围是0x40-0x7E和0x80-FE;四字节编码中第⼀、三字节的编码范围是0x81-0xFE,⼆、四字节是0x30-0x39。
Windows中CP936代码页使⽤0x80来表⽰欧元符号,⽽在GB18030编码中没有使⽤0x80编码位,⽤其他位置来表⽰欧元符号。这可以理解为是GB18030向下兼容性上的⼀点⼩问题;也可以理解为0x80是CP936对GBK的扩展,⽽GB18030只是和GBK兼容良好。
GB18032版本
GB18030⽬前的最新版本是GB18030-2005。GB18030-2005与GB18030-2000的编码体系结构是完全相同的。那
么,GB18030的2000版和2005版有什么区别和联系呢?
2000年发布的GB18030-2000,全名是《信息技术 汉字编码字符集 基本集的扩充》。GB18030-2000仅规定了常⽤⾮汉字符号和27533个汉字(包括部⾸、部件等)的编码。
GB18030-2000是全⽂强制性标准,市场上销售的产品必须符合。2005年发布的GB18030-2005在GB18030-2000的基础上增加了42711个汉字和多种我国少数民族⽂字的编码,增加的这些内容是推荐性的。原GB18030-2000中的内容是强制性的,市场上销售的产品必须符合。故GB18030-2005为部分强制性标准,⾃发布之⽇起代替GB18030-2000。
如下表所⽰,GB18030-2000收录了27533个汉字:
类别码位范围码位数字符数字符类型
双字节部分第⼀字节 0xB0-0xF7
第⼆字节 0xA1-0xFE
67686763汉字
第⼀字节0x81-0xA0
第⼆字节0x40-0xFE
60806080汉字
第⼀字节0xAA-0xFE
第⼆字节0x40-0xA0
81608160汉字
四字节部分第⼀字节0x81-0x82
第⼆字节0x30-0x39
第三字节0x81-0xFE
第四字节0x30-0x39
65306530CJK统⼀汉字扩充A
27533就是6763+6080+8160+6530。双字节部分的6763+6080+8160=21003个汉字就是GBK的21003个汉字。 在Unicode中,CJK统⼀汉字扩充A有6582个汉字,为什么这⾥只有6530个汉字?
这是因为在GBK时代,双字节部分已经收录过CJK统⼀汉字扩充A的52个汉字,所以还余6530个汉字。
如下表所⽰,GB18030-2005收录了70244个汉字:
类别码位范围码位数字符数字符类型
双字节部分第⼀字节 0xB0-0xF7
第⼆字节 0xA1-0xFE
67686763汉字
第⼀字节0x81-0xA0
第⼆字节0x40-0xFE
60806080汉字
第⼀字节0xAA-0xFE
第⼆字节0x40-0xA0
81608160汉字
四字节部分第⼀字节0x81-0x82
第⼆字节0x30-0x39
第三字节0x81-0xFE
第四字节0x30-0x39
65306530CJK统⼀汉字扩充A
第⼀字节0x95-0x98
第⼆字节0x30-0x39
4271142711CJK统⼀汉字扩充B
第三字节0x81-0xFE
第四字节0x30-0x39
70244就是6763+6080+8160+6530+42711。
GB18030-2005相对于GB18030-2000主要有以下变化:
1、在四字节字符表中增加CJK统⼀汉字扩充B和已经在GB13000中编码的我国少数民族⽂字字符的字形。其实GB18030-2000已经映射了这些码位,但GB18030-2000没有给出这些字符的字形。
2、调整字符?的编码。
3、去掉了单字节编码的欧元符号(0x80)。
(纠正:在GB18030-2000中已经去掉了单字节编码的欧元符号,证据见GB18030-2000的标准⽂本)
unicode
每⼀种语⾔的不同的编码页,增加了那些需要⽀持不同语⾔的软件的复杂度。因⽽⼈们制定了⼀个世界标准,叫做unicode。unicode为每个字符提供了唯⼀的特定数值,不论在什么平台上、不论在什么软件中,也不论什么语⾔。也就是说,它世界上使⽤的所有字符都列出来,并给每⼀个字符⼀个唯⼀特定数值。
Unicode的最初⽬标,是⽤1个16位的编码来为超过65000字符提供映射。但这还不够,它不能覆盖全部历史上的⽂字,也不能解决传输的问题 (implantation head-ache's),尤其在那些基于⽹络的应⽤中。已有的软件必须做⼤量的⼯作来程序16位的数据。
因此,Unicode⽤⼀些基本的保留字符制定了三套编码⽅式。它们分别是UTF-8,UTF-16和UTF-32。正如名字所⽰,在UTF-8中,字符是以8位序列来编码的,⽤⼀个或⼏个字节来表⽰⼀个字符。这种⽅式的最⼤好处,是UTF-8保留了ASCII字符的编码做为它的⼀部分,例如,在UTF-8和ASCII中,“A”的编码都是0x41.
UTF-16和UTF-32分别是Unicode的16位和32位编码⽅式。考虑到最初的⽬的,通常说的Unicode就是指UTF-16。在讨论Unicode时,搞清楚哪种编码⽅式⾮常重要。
UTF-8
Unicode Transformation Format-8bit,允许含BOM,但通常不含BOM。是⽤以解决国际上字符的⼀种多字节编码,它对英⽂使⽤8位(即⼀个字节),中⽂使⽤24为(三个字节)来编码。UTF-8包含全世界所有国家需要⽤到的字符,是国际编码,通⽤性强。UTF-8编码的⽂字可以在各国⽀持UTF8字符集的浏览器上显⽰。如,如果是UTF8编码,则在外国⼈的英⽂IE上也能显⽰中⽂,他们⽆需下载IE的中⽂语⾔⽀持包。
BIG5
Big5是双字节编码,⾼字节编码范围是0x81-0xFE,低字节编码范围是0x40-0x7E和
0xA1-0xFE。和GBK相⽐,少了低字节是0x80-0xA0的组合。0x8140-0xA0FE是保留区域,⽤于⽤户造字区。
Big5收录的汉字只包括繁体汉字,不包括简体汉字,⼀些⽣僻的汉字也没有收录。GBK收录的⽇⽂假名字符、俄⽂字符Big5也没有收录。因为Big5当中收录的字符有限,因此有很多在Big5基础上扩展的编码,如倚天中⽂系统。Windows系统上使⽤的代码页CP950也可以理解为是对Big5的扩展,在Big5的基础上增加了7个汉字和⼀些符号。Big5编码对应的字符集是GBK字符集的⼦集,也就是说Big5收录的字符是GBK收录字符的⼀部分,但相同字符的编码不同。
因为Big5也占⽤了ASCII的编码空间(低字节所使⽤的0x40-0x7E),所以Big5编码在⼀些环境下存在和GBK编码相同的问题,即低字节范围为0x40-0x7E的字符有可能会被误处理,尤其是低字节是0x5C("/")和0x7C("|")的字符。可以参考GBK⼀节相应说明。
尽管有些区别,⼤多数情况下可以把CP950当作Big5的别名。
GBK的⽂字编码是⽤双字节来表⽰的,即不论中、英⽂字符均使⽤双字节来表⽰,为了区分中⽂,将其最⾼位都设定成1。GBK包含全部中⽂字符,是国家编码,通⽤性⽐UTF8差,不过UTF8占⽤的数据库⽐GBD⼤。
GBK、GB2312等与UTF8之间都必须通过Unicode编码才能相互转换:
GBK、GB2312--Unicode--UTF8
UTF8--Unicode--GBK、GB2312
对于⼀个⽹站、论坛来说,如果英⽂字符较多,则建议使⽤UTF-8节省空间。不过现在很多论坛的插件⼀般只⽀持GBK。
unicode是字符集,ASCII、GB2312、GBK、GB18030既是字符集也是编码⽅式,UTF-8只是编码⽅式。
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