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UTF8,UTF16,UTF32,UTF16-LE,UTF16-BE,GBK 之间的转换

2013年02月04日 ⁄ 综合 ⁄ 共 4471字 ⁄ 字号 评论关闭

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UTF8,UTF16,UTF32,UTF16-LE,UTF16-BE,GBK 之间的转换

 
  Unicode是Unicode.org制定的编码标准,目前得到了绝大部分操作系统和编程语言的支持。Unicode.org官方对Unicode的定义是:Unicode provides a unique number for every character。可见,Unicode所做的是为每个字符定义了一个相应的数字表示。比如,“a“的Unicode值是0x0061,“一”的Unicde值是0x4E00,这是最简单的情况,每个字符用2个字节表示。

        Unicode.org定义了百万个以上的字符,如果将所有的字符用统一的格式表示,需要的是4个字节。“a“的Unicode表示就会变成0x00000061,而“一“的Unicode值是0x00004E00。实际上,这就是UTF32,Linux操作系统上所使用的Unicode方案。

        但是,仔细分析可以发现,其实绝大部分字符只使用2个字节就可以表示了。英文的Unicode范围是0x0000-0x007F,中文的Unicode范围是0x4E00-0x9F**,真正需要扩展到4个字节来表示的字符少之又少,所以有些系统直接使用2个字节来表示Unicode。比如Windows系统上,Unicode就是两个字节的。对于那些需要4个字节才能表示的字符,使用一种代理的手法来扩展(其实就是在低两个字节上做一个标记,表示这是一个代理,需要连接上随后的两个字节,才能组成一个字符)。这样的好处是大量的节约了存取空间,也提高了处理的速度。这种Unicode表示方法就是UTF16。一般在Windows平台上,提到Unicode,那就是指UTF16了。
        
        至于UTF16-LE和UTF16-BE,与计算机的CPU构架有关。LE指Little Endian,而BE指Big Endian。关于这方面的信息,网上有很多相关的帖子。我们一般的X86系统都是Little Endian的,可以认为UTF16=UTF16-LE.

        由于对于欧洲和北美,实际上使用的编码范围在0x0000-0x00FF之间,只需要一个字符就可以表示所有的字符。即使是使用UTF16来作为内存的存取方式,还是会带来巨大的空间浪费,因此就有了UTF8的编码方式。这是一种很灵活的编码,对于只需要1个字节的字符,就使用一个字节,对于中日韩等原本需要两个字节才能表示的字符,则通过一个UTF16-UTF8的算法实现相互之间的转换(一般需要3个字节才能表示),而对于需要4个字节才能表示的字符,UTF8可以扩展到6个字节每个字符。UTF8使用的算法很有意思,大致映射关系如下:
        UTF-32                                    UTF8
      0x00000000 - 0x0000007F          0xxxxxxx 
         0x00000080 - 0x000007FF           110xxxxx 10xxxxxx 
         0x00000800 - 0x0000FFFF          1110xxxx 10xxxxxx 10xxxxxx 
        0x00010000 - 0x001FFFFF          11110xxx 10xxxxxx 10xxxxxx 10xxxxxx 
         0x00200000 - 0x03FFFFFF          111110xx 10xxxxxx 10xxxxxx 10xxxxxx 10xxxxxx 
         0x04000000 - 0x7FFFFFFF          1111110x 10xxxxxx 10xxxxxx 10xxxxxx 10xxxxxx 10xxxxxx 
        可以发现这和IP的分址算法很是相像。
        由于UTF8可以方便的转换为UTF16和UTF32(不需要码表,转换算法可以在Unicode.org上找到C代码)。而且UTF8在每个操作系统平台上的实现都是一样的,也不存在跨平台的问题,所以UTF8成为跨平台的Unicode很好的解决方案。当然,对于中文来说,由于每个字符需要3个字节才能表示,还是有点浪费的。
 
UTF8文本头为 EF BB BF
UTF16 文本头: Big-Endian的FEFF; 表明这个字节流是;Little-Endian的FFFE
  int convertUTF8UTF16(unsigned char* utf8, int& size8, char* utf16, int& size16)

{

    int count =0, i;

    char tmp1, tmp2;

    unsigned short int integer;

    unsigned short int *p;

    for(i=0;i<size8;i+=1)
    {  

        p = (unsigned short int*)&utf16[i];

      

        if( utf8[count] < 0x80)

        {

            // <0x80

            integer = utf8[count];          

            count++;

        }

        else if( (utf8[count] < 0xDF) && (utf8[count]>=0x80))

        {

            integer = utf8[count] & 0x1F;

            integer = integer << 6;

            integer += utf8[count+1] &0x3F;

            count+=2;

        }

        else if( (utf8[count] <= 0xEF) && (utf8[count]>=0xDF))

        {

            integer = utf8[count] & 0x0F;

            integer = integer << 6;

            integer += utf8[count+1] &0x3F;

            integer = integer << 6;

            integer += utf8[count+2] &0x3F;

            count+=3;

        }

        else

        {

            printf("error!/n");

        }

        *p = integer;

    }

    size8 = count;

    size16 = i;
      return size16;

}
  int convertUTF16UTF8(char* utf16, int& size16, char* utf8, int& size8)

{

    int i=0, count=0;

    char tmp1, tmp2;

  

    unsigned short int integer;

    for(i=0;i<size16;i+=2)
    {  

        integer = *(unsigned short int*)&utf16[i];

      

        if( integer<0x80)

        {          

            utf8[count] = utf16[i] & 0x7f;

            count++;

        }

        else if( integer>=0x80 && integer<0x07ff)

        {

            tmp1 = integer>>6;

            utf8[count] = 0xC0 | (0x1F & integer>>6);

            utf8[count+1] = 0x80 | (0x3F & integer);

            count+=2;

        }

        else if( integer>=0x0800 )

        {          

            tmp1 = integer>>12;

            utf8[count] = 0xE0 | (0x0F & integer>>12);

            utf8[count+1] = 0x80 | ((0x0FC0 & integer)>>6);

            utf8[count+2] = 0x80 | (0x003F & integer);

          

            count += 3;

        }  

        else

        {

            printf("error/n");

        }

    }
      size16 = i;

    size8  = count;

    return count;

}

 
 
UTF-8 转 Unicode, Unicode 转 GBK, UTF-8 转 GBK
#include <windows.h>
#include <stdio.h>

void main() {

//三个不同版本的老徐
unsigned char utf8[] = "/xe8/x80/x81/xe5/xbe/x90";
unsigned char unicode[] = "/x01/x80/x90/x5f";
unsigned char ansi[] = "/xc0/xcf/xd0/xec";

int len;

//UTF-8转UNICODE
len = MultiByteToWideChar(CP_UTF8, 0, (LPCSTR)utf8, -1, NULL,0);
WCHAR * wszUtf8 = new WCHAR[len+1];
memset(wszUtf8, 0, len * 2 + 2);
MultiByteToWideChar(CP_UTF8, 0, (LPCSTR)utf8, -1, wszUtf8, len);

MessageBoxW(NULL, (const wchar_t*)wszUtf8, NULL, MB_OK);

//UNICODE转ANSI,实际上经过两次转换 UTF-8 已经变成了 GBK 编码
len = WideCharToMultiByte(CP_ACP, 0, wszUtf8, -1, NULL, 0, NULL, NULL); 
char *szGBK=new char[len + 1];
memset(szGBK, 0, len + 1);
WideCharToMultiByte (CP_ACP, 0, wszUtf8, -1, szGBK, len, NULL,NULL);

MessageBoxA(NULL, (const char*)szGBK, NULL, MB_OK);

delete[] szGBK;
delete[] wszUtf8;

}

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