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UTF-8 GBK UTF8 GB2312之間的區別和關系

UTF-8:Unicode TransformationFormat-8bit,允許含BOM,但通常不含BOM。是用以解決國際上字符的一種多字節編碼,它對英文使用8位(即一個字節),中文使用24為(三個字節)來編碼。UTF-8包含全世界所有國家需要用到的字符,是國際編碼,通用性強。UTF-8編碼的文字可以在各國支持UTF8字符集的瀏覽器上顯示。如,如果是UTF8編碼,則在外國人的英文IE上也能顯示中文,他們無需下載IE的中文語言支持包。

GBK是國家標準GB2312基礎上擴容后兼容GB2312的標準。GBK的文字編碼是用雙字節來表示的,即不論中、英文字符均使用雙字節來表示,為了區分中文,將其最高位都設定成1。GBK包含全部中文字符,是國家編碼,通用性比UTF8差,不過UTF8占用的數據庫比GBK大。

GBK、GB2312等與UTF8之間都必須通過Unicode編碼才能相互轉換:
GBK、GB2312--Unicode--UTF8
UTF8--Unicode--GBK、GB2312

DIVCSS5簡單從功能上說:

1、GBK通常指GB2312編碼 只支持簡體中文字

2、utf通常指UTF-8,支持簡體中文字、繁體中文字、英文、日文、韓文等語言(支持文字更廣)

3、通常國內使用utf-8和gb2312,看自己需求選擇

具體詳細介紹如下:

對于一個網站、論壇來說,如果英文字符較多,則建議使用UTF-8節省空間。不過現在很多論壇的插件一般只支持GBK。
個編碼的區別詳細解釋
簡單來說,unicode,gbk和大五碼就是編碼的值,而utf-8,uft-16之類就是這個值的表現形式.而前面那三種編碼是一兼容的,同一個漢字,那三個碼值是完全不一樣的.如"漢"的uncode值與gbk就是不一樣的,假設uncode為a040,gbk為b030,而uft-8碼,就是把那個值表現的形式.utf-8碼完全只針對uncode來組織的,如果GBK要轉UTF-8必須先轉uncode碼,再轉utf-8就OK了.

詳細的就見下面轉的這篇文章.

談談Unicode編碼,簡要解釋UCS、UTF、BMP、BOM等名詞
這是一篇程序員寫給程序員的趣味讀物。所謂趣味是指可以比較輕松地了解一些原來不清楚的概念,增進知識,類似于打RPG游戲的升級。整理這篇文章的動機是兩個問題:

問題一:
使用Windows記事本的“另存為”,可以在GBK、Unicode、Unicode big endian和UTF-8這幾種編碼方式間相互轉換。同樣是txt文件,Windows是怎樣識別編碼方式的呢?

我很早前就發現Unicode、Unicode bigendian和UTF-8編碼的txt文件的開頭會多出幾個字節,分別是FF、FE(Unicode),FE、FF(Unicode bigendian),EF、BB、BF(UTF-8)。但這些標記是基于什么標準呢?

問題二:
最近在網上看到一個ConvertUTF.c,實現了UTF-32、UTF-16和UTF-8這三種編碼方式的相互轉換。對于Unicode編碼(UCS2)、GBK、UTF-8這些編碼方式,我原來就了解。但這個程序讓我有些糊涂,想不起來UTF-16和UCS2有什么關系。
查了查相關資料,總算將這些問題弄清楚了,順帶也了解了一些Unicode的細節。寫成一篇文章,送給有過類似疑問的朋友。本文在寫作時盡量做到通俗易懂,但要求讀者知道什么是字節,什么是十六進制。

0、big endian和little endian
big endian和littleendian是CPU處理多字節數的不同方式。例如“漢”字的Unicode編碼是6C49。那么寫到文件里時,究竟是將6C寫在前面,還是將49寫在前面?如果將6C寫在前面,就是big endian。如果將49寫在前面,就是little endian。

“endian”這個詞出自《格列佛游記》。小人國的內戰就源于吃雞蛋時是究竟從大頭(Big-Endian)敲開還是從小頭(Little-Endian)敲開,由此曾發生過六次叛亂,一個皇帝送了命,另一個丟了王位。

我們一般將endian翻譯成“字節序”,將big endian和little endian稱作“大尾”和“小尾”。

1、字符編碼、內碼,順帶介紹漢字編碼
字符必須編碼后才能被計算機處理。計算機使用的缺省編碼方式就是計算機的內碼。早期的計算機使用7位的ASCII編碼,為了處理漢字,程序員設計了用于簡體中文的GB2312和用于繁體中文的big5。

GB2312(1980年)一共收錄了7445個字符,包括6763個漢字和682個其它符號。漢字區的內碼范圍高字節從B0-F7,低字節從A1-FE,占用的碼位是72*94=6768。其中有5個空位是D7FA-D7FE。

GB2312支持的漢字太少。1995年的漢字擴展規范GBK1.0收錄了21886個符號,它分為漢字區和圖形符號區。漢字區包括21003個字符。

從ASCII、GB2312到GBK,這些編碼方法是向下兼容的,即同一個字符在這些方案中總是有相同的編碼,后面的標準支持更多的字符。在這些編碼中,英文和中文可以統一地處理。區分中文編碼的方法是高字節的最高位不為0。按照程序員的稱呼,GB2312、GBK都屬于雙字節字符集 (DBCS)。

2000年的GB18030是取代GBK1.0的正式國家標準。該標準收錄了27484個漢字,同時還收錄了藏文、蒙文、維吾爾文等主要的少數民族文字。從漢字字匯上說,GB18030在GB13000.1的20902個漢字的基礎上增加了CJK擴展A的6582個漢字(Unicode碼0x3400-0x4db5),一共收錄了27484個漢字。

CJK就是中日韓的意思。Unicode為了節省碼位,將中日韓三國語言中的文字統一編碼。GB13000.1就是ISO/IEC 10646-1的中文版,相當于Unicode 1.1。

GB18030的編碼采用單字節、雙字節和4字節方案。其中單字節、雙字節和GBK是完全兼容的。4字節編碼的碼位就是收錄了CJK擴展A的6582個漢字。例如:UCS的0x3400在GB18030中的編碼應該是8139EF30,UCS的0x3401在GB18030中的編碼應該是8139EF31。

微軟提供了GB18030的升級包,但這個升級包只是提供了一套支持CJK擴展A的6582個漢字的新字體:新宋體-18030,并不改變內碼。Windows 的內碼仍然是GBK。

這里還有一些細節:

GB2312的原文還是區位碼,從區位碼到內碼,需要在高字節和低字節上分別加上A0。

對于任何字符編碼,編碼單元的順序是由編碼方案指定的,與endian無關。例如GBK的編碼單元是字節,用兩個字節表示一個漢字。這兩個字節的順序是固定的,不受CPU字節序的影響。UTF-16的編碼單元是word(雙字節),word之間的順序是編碼方案指定的,word內部的字節排列才會受到endian的影響。后面還會介紹UTF-16。

GB2312的兩個字節的最高位都是1。但符合這個條件的碼位只有128*128=16384個。所以GBK和GB18030的低字節最高位都可能不是1。不過這不影響DBCS字符流的解析:在讀取DBCS字符流時,只要遇到高位為1的字節,就可以將下兩個字節作為一個雙字節編碼,而不用管低字節的高位是什么。

2、Unicode、UCS和UTF
前面提到從ASCII、GB2312、GBK到GB18030的編碼方法是向下兼容的。而Unicode只與ASCII兼容(更準確地說,是與ISO-8859-1兼容),與GB碼不兼容。例如“漢”字的Unicode編碼是6C49,而GB碼是BABA。

Unicode也是一種字符編碼方法,不過它是由國際組織設計,可以容納全世界所有語言文字的編碼方案。Unicode的學名是"UniversalMultiple-Octet Coded Character Set",簡稱為UCS。UCS可以看作是"Unicode CharacterSet"的縮寫。

根據維基百科全書(http://zh.wikipedia.org/wiki/)的記載:歷史上存在兩個試圖獨立設計Unicode的組織,即國際標準化組織(ISO)和一個軟件制造商的協會(unicode.org)。ISO開發了ISO 10646項目,Unicode協會開發了Unicode項目。

在1991年前后,雙方都認識到世界不需要兩個不兼容的字符集。于是它們開始合并雙方的工作成果,并為創立一個單一編碼表而協同工作。從Unicode2.0開始,Unicode項目采用了與ISO 10646-1相同的字庫和字碼。

目前兩個項目仍都存在,并獨立地公布各自的標準。Unicode協會現在的最新版本是2005年的Unicode 4.1.0。ISO的最新標準是ISO 10646-3:2003。

UCS只是規定如何編碼,并沒有規定如何傳輸、保存這個編碼。例如“漢”字的UCS編碼是6C49,我可以用4個ascii數字來傳輸、保存這個編碼;也可以用utf-8編碼:3個連續的字節E6 B189來表示它。關鍵在于通信雙方都要認可。UTF-8、UTF-7、UTF-16都是被廣泛接受的方案。UTF-8的一個特別的好處是它與ISO-8859-1完全兼容。UTF是“UCS Transformation Format”的縮寫。

IETF的RFC2781和RFC3629以RFC的一貫風格,清晰、明快又不失嚴謹地描述了UTF-16和UTF-8的編碼方法。我總是記不得IETF是Internet Engineering Task Force的縮寫。但IETF負責維護的RFC是Internet上一切規范的基礎。

2.1、內碼和code page
目前Windows的內核已經支持Unicode字符集,這樣在內核上可以支持全世界所有的語言文字。但是由于現有的大量程序和文檔都采用了某種特定語言的編碼,例如GBK,Windows不可能不支持現有的編碼,而全部改用Unicode。

Windows使用代碼頁(code page)來適應各個國家和地區。code page可以被理解為前面提到的內碼。GBK對應的code page是CP936。

微軟也為GB18030定義了code page:CP54936。但是由于GB18030有一部分4字節編碼,而Windows的代碼頁只支持單字節和雙字節編碼,所以這個code page是無法真正使用的。

3、UCS-2、UCS-4、BMP
UCS有兩種格式:UCS-2和UCS-4。顧名思義,UCS-2就是用兩個字節編碼,UCS-4就是用4個字節(實際上只用了31位,最高位必須為0)編碼。下面讓我們做一些簡單的數學游戲:

UCS-2有2^16=65536個碼位,UCS-4有2^31=2147483648個碼位。

UCS-4根據最高位為0的最高字節分成2^7=128個group。每個group再根據次高字節分為256個plane。每個plane根據第3個字節分為256行 (rows),每行包含256個cells。當然同一行的cells只是最后一個字節不同,其余都相同。

group 0的plane 0被稱作Basic Multilingual Plane, 即BMP。或者說UCS-4中,高兩個字節為0的碼位被稱作BMP。

將UCS-4的BMP去掉前面的兩個零字節就得到了UCS-2。在UCS-2的兩個字節前加上兩個零字節,就得到了UCS-4的BMP。而目前的UCS-4規范中還沒有任何字符被分配在BMP之外。

4、UTF編碼

UTF-8就是以8位為單元對UCS進行編碼。從UCS-2到UTF-8的編碼方式如下:

UCS-2編碼(16進制) UTF-8 字節流(二進制)
0000 - 007F 0xxxxxxx
0080 - 07FF 110xxxxx 10xxxxxx
0800 - FFFF 1110xxxx 10xxxxxx 10xxxxxx

例如“漢”字的Unicode編碼是6C49。6C49在0800-FFFF之間,所以肯定要用3字節模板了:1110xxxx 10xxxxxx10xxxxxx。將6C49寫成二進制是:0110 110001 001001, 用這個比特流依次代替模板中的x,得到:1110011010110001 10001001,即E6 B1 89。

讀者可以用記事本測試一下我們的編碼是否正確。需要注意,UltraEdit在打開utf-8編碼的文本文件時會自動轉換為UTF-16,可能產生混淆。你可以在設置中關掉這個選項。更好的工具是Hex Workshop。

UTF-16以16位為單元對UCS進行編碼。對于小于0x10000的UCS碼,UTF-16編碼就等于UCS碼對應的16位無符號整數。對于不小于0x10000的UCS碼,定義了一個算法。不過由于實際使用的UCS2,或者UCS4的BMP必然小于0x10000,所以就目前而言,可以認為UTF-16和UCS-2基本相同。但UCS-2只是一個編碼方案,UTF-16卻要用于實際的傳輸,所以就不得不考慮字節序的問題。

5、UTF的字節序和BOM
UTF-8以字節為編碼單元,沒有字節序的問題。UTF-16以兩個字節為編碼單元,在解釋一個UTF-16文本前,首先要弄清楚每個編碼單元的字節序。例如“奎”的Unicode編碼是594E,“乙”的Unicode編碼是4E59。如果我們收到UTF-16字節流“594E”,那么這是“奎”還是“乙”?

Unicode規范中推薦的標記字節順序的方法是BOM。BOM不是“Bill Of Material”的BOM表,而是Byte order Mark。BOM是一個有點小聰明的想法:

在UCS編碼中有一個叫做"ZERO WIDTH NO-BREAKSPACE"的字符,它的編碼是FEFF。而FFFE在UCS中是不存在的字符,所以不應該出現在實際傳輸中。UCS規范建議我們在傳輸字節流前,先傳輸字符"ZERO WIDTH NO-BREAK SPACE"。

這樣如果接收者收到FEFF,就表明這個字節流是Big-Endian的;如果收到FFFE,就表明這個字節流是Little-Endian的。因此字符"ZERO WIDTH NO-BREAK SPACE"又被稱作BOM。

UTF-8不需要BOM來表明字節順序,但可以用BOM來表明編碼方式。字符"ZERO WIDTH NO-BREAKSPACE"的UTF-8編碼是EF BB BF(讀者可以用我們前面介紹的編碼方法驗證一下)。所以如果接收者收到以EF BBBF開頭的字節流,就知道這是UTF-8編碼了。

Windows就是使用BOM來標記文本文件的編碼方式的。

6、進一步的參考資料
本文主要參考的資料是 "Short overview of ISO-IEC 10646 and Unicode" (http://www.nada.kth.se/i18n/ucs/unicode-iso10646-oview.html)。

我還找了兩篇看上去不錯的資料,不過因為我開始的疑問都找到了答案,所以就沒有看:

"Understanding Unicode A general introduction to the Unicode Standard" (http://scripts.sil.org/cms/scripts/page.php?site_id=nrsi&item_id=IWS-Chapter04a)
"Character set encoding basics Understanding character set encodings and legacy encodings" (http://scripts.sil.org/cms/scripts/page.php?site_id=nrsi&item_id=IWS-Chapter03)
我寫過UTF-8、UCS-2、GBK相互轉換的軟件包,包括使用Windows API和不使用Windows API的版本。以后有時間的話,我會整理一下放到我的個人主頁上

我是想清楚所有問題后才開始寫這篇文章的,原以為一會兒就能寫好。沒想到考慮措辭和查證細節花費了很長時間,竟然從下午1:30寫到9:00。希望有讀者能從中受益。

附錄1 再說說區位碼、GB2312、內碼和代碼頁
有的朋友對文章中這句話還有疑問:
“GB2312的原文還是區位碼,從區位碼到內碼,需要在高字節和低字節上分別加上A0。”

我再詳細解釋一下:

“GB2312的原文”是指國家1980年的一個標準《中華人民共和國國家標準 信息交換用漢字編碼字符集 基本集 GB2312-80》。這個標準用兩個數來編碼漢字和中文符號。第一個數稱為“區”,第二個數稱為“位”。所以也稱為區位碼。1-9區是中文符號,16-55區是一級漢字,56-87區是二級漢字。現在Windows也還有區位輸入法,例如輸入1601得到“啊”。(這個區位輸入法可以自動識別16進制的GB2312和10進制的區位碼,也就是說輸入B0A1同樣會得到“啊”。)

內碼是指操作系統內部的字符編碼。早期操作系統的內碼是與語言相關的。現在的Windows在系統內部支持Unicode,然后用代碼頁適應各種語言,“內碼”的概念就比較模糊了。微軟一般將缺省代碼頁指定的編碼說成是內碼。

內碼這個詞匯,并沒有什么官方的定義,代碼頁也只是微軟這個公司的叫法。作為程序員,我們只要知道它們是什么東西,沒有必要過多地考證這些名詞。

所謂代碼頁(code page)就是針對一種語言文字的字符編碼。例如GBK的code page是CP936,BIG5的code page是CP950,GB2312的code page是CP20936。

Windows中有缺省代碼頁的概念,即缺省用什么編碼來解釋字符。例如Windows的記事本打開了一個文本文件,里面的內容是字節流:BA、BA、D7、D6。Windows應該去怎么解釋它呢?

是按照Unicode編碼解釋、還是按照GBK解釋、還是按照BIG5解釋,還是按照ISO8859-1去解釋?如果按GBK去解釋,就會得到“漢字”兩個字。按照其它編碼解釋,可能找不到對應的字符,也可能找到錯誤的字符。所謂“錯誤”是指與文本作者的本意不符,這時就產生了亂碼。

答案是Windows按照當前的缺省代碼頁去解釋文本文件里的字節流。缺省代碼頁可以通過控制面板的區域選項設置。記事本的另存為中有一項ANSI,其實就是按照缺省代碼頁的編碼方法保存。

Windows的內碼是Unicode,它在技術上可以同時支持多個代碼頁。只要文件能說明自己使用什么編碼,用戶又安裝了對應的代碼頁,Windows就能正確顯示,例如在HTML文件中就可以指定charset。

有的HTML文件作者,特別是英文作者,認為世界上所有人都使用英文,在文件中不指定charset。如果他使用了0x80-0xff之間的字符,中文Windows又按照缺省的GBK去解釋,就會出現亂碼。這時只要在這個html文件中加上指定charset的語句,例如:
<meta http-equiv="Content-Type" content="text/html; charset=ISO8859-1">
如果原作者使用的代碼頁和ISO8859-1兼容,就不會出現亂碼了。

再說區位碼,啊的區位碼是1601,寫成16進制是0x10,0x01。這和計算機廣泛使用的ASCII編碼沖突。為了兼容00-7f的ASCII編碼,我們在區位碼的高、低字節上分別加上A0。這樣“啊”的編碼就成為B0A1。我們將加過兩個A0的編碼也稱為GB2312編碼,雖然GB2312的原文根本沒提到這一點。

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1、html utf-8 gb2312編碼正確轉化
2、utf-8和gb2312編碼如何判斷選擇
3、HTML charset
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CSS教程文章修訂日期:2010-04-03 11:30 原創:DIVCSS5
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