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谈谈Unicode编码(2)

2017年06月15日 ⁄ 综合 ⁄ 共 1657字 ⁄ 字号 评论关闭

3、UCS-2、UCS-4、BMP

  UCS有两种格式:UCS-2和UCS-4。顾名思义,UCS-2就是用两个字节编码,UCS-4就是用4个字节(实际上只用了31位,最高位必须为0)编码。下面让我们做一些简单的数学游戏:

  UCS-2有2^16=65536个码位,UCS-4有2^31=2147483648个码位。

  UCS-4根据最高位为0的最高字节分成2^7=128个group。每个group再根据次高字节分为256个plane。每个plane根据第3个字节分为256行
(rows),每行包含256个cells。当然同一行的cells只是最后一个字节不同,其余都相同。

  group 0的plane 0被称作Basic Multilingual Plane,
即BMP。或者说UCS-4中,高两个字节为0的码位被称作BMP。

  将UCS-4的BMP去掉前面的两个零字节就得到了UCS-2。在UCS-2的两个字节前加上两个零字节,就得到了UCS-4的BMP。而目前的UCS-4规范中还没有任何字符被分配在BMP之外。

4、UTF编码

  UTF-8就是以8位为单元对UCS进行编码。从UCS-2到UTF-8的编码方式如下:

 

UCS-2编码(16进制) UTF-8 字节流(二进制)
0000 - 007F 0xxxxxxx
0080 - 07FF 110xxxxx 10xxxxxx
0800 - FFFF 1110xxxx 10xxxxxx 10xxxxxx

 

  例如“汉”字的Unicode编码是6C49。6C49在0800-FFFF之间,所以肯定要用3字节模板了:1110xxxx 10xxxxxx10xxxxxx。将6C49写成二进制是:0110 110001 001001,
用这个比特流依次代替模板中的x,得到:1110011010110001 10001001,即E6 B1 89。

  读者可以用记事本测试一下我们的编码是否正确。

  UTF-16以16位为单元对UCS进行编码。对于小于0x10000的UCS码,UTF-16编码就等于UCS码对应的16位无符号整数。对于不小于0x10000的UCS码,定义了一个算法。不过由于实际使用的UCS2,或者UCS4的BMP必然小于0x10000,所以就目前而言,可以认为UTF-16和UCS-2基本相同。但UCS-2只是一个编码方案,UTF-16却要用于实际的传输,所以就不得不考虑字节序的问题。

5、UTF的字节序和BOM

  UTF-8以字节为编码单元,没有字节序的问题。UTF-16以两个字节为编码单元,在解释一个UTF-16文本前,首先要弄清楚每个编码单元的字节序。例如收到一个“奎”的Unicode编码是594E,“乙”的Unicode编码是4E59。如果我们收到UTF-16字节流“594E”,那么这是“奎”还是“乙”?

  Unicode规范中推荐的标记字节顺序的方法是BOM。BOM不是“Bill Of Material”的BOM表,而是Byte
Order Mark。BOM是一个有点小聪明的想法:

  在UCS编码中有一个叫做"ZERO WIDTH NO-BREAK
SPACE"的字符,它的编码是FEFF。而FFFE在UCS中是不存在的字符,所以不应该出现在实际传输中。UCS规范建议我们在传输字节流前,先传输字符"ZERO
WIDTH NO-BREAK SPACE"。

  这样如果接收者收到FEFF,就表明这个字节流是Big-Endian的;如果收到FFFE,就表明这个字节流是Little-Endian的。因此字符"ZERO
WIDTH NO-BREAK SPACE"又被称作BOM。

  UTF-8不需要BOM来表明字节顺序,但可以用BOM来表明编码方式。字符"ZERO WIDTH NO-BREAK
SPACE"的UTF-8编码是EF BB BF(读者可以用我们前面介绍的编码方法验证一下)。所以如果接收者收到以EF BB
BF开头的字节流,就知道这是UTF-8编码了。

  Windows就是使用BOM来标记文本文件的编码方式的。

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