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常用字符集編碼詳解 ASCII GB2312 GBK GB18030 UTF-8 unicode

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ASCII

ASCII碼是7位編碼,編碼範圍是0x00-0x7F。ASCII字符集包括英文字母、阿拉伯數字和標點符號等字元。其中0x00-0x20和0x7F共33個控制字元。

只支援ASCII碼的系統會忽略每個位元組的最高位,只認為低7位是有效位。HZ字元編碼就是早期為了在只支援7位ASCII系統中傳輸中文而設計的編碼。早期很多郵件系統也只支援ASCII編碼,為了傳輸中文郵件必須使用BASE64或者其他編碼方式。

GB2312



GB2312是基於區位碼設計的,區位碼把編碼表分為94個區,每個區對應94個位,每個字元的區號和位號組合起來就是該漢字的區位碼。區位碼一般 用10進位制數來表示,如1601就表示16區1位,對應的字元是“啊”。在區位碼的區號和位號上分別加上0xA0就得到了GB2312編碼。

區位碼中01-09區是符號、數字區,16-87區是漢字區,10-15和88-94是未定義的空白區。它將收錄的漢字分成兩級:第一級是常用漢字計3755個,置於16-55區,按漢語拼音字母/筆形順序排列;第二級漢字是次常用漢字計3008個,置於56-87區,按部首/筆畫順序排列。一級漢字是按照拼音排序的,這個就可以得到某個拼音在一級漢字區位中的範圍,很多根據漢字可以得到拼音的程式就是根據這個原理編寫的。

GB2312字符集中除常用簡體漢字字元外還包括希臘字母、日文平假名及片假名字母、俄語西裡爾字母等字元,未收錄繁體中文漢字和一些生僻字。可以用繁體漢字測試某些系統是不是隻支援GB2312編碼。

GB2312的編碼範圍是0xA1A1-0x7E7E,去掉未定義的區域之後可以理解為實際編碼範圍是0xA1A1-0xF7FE。
EUC-CN可以理解為GB2312的別名,和GB2312完全相同。

區位碼更應該認為是字符集的定義,定義了所收錄的字元和字元位置,而GB2312及EUC-CN是實際計算機環境中支援這種字符集的編碼。HZ和ISO-2022-CN是對應區位碼字符集的另外兩種編碼,都是用7位編碼空間來支援漢字。區位碼和GB2312編碼的關係有點像 Unicode和UTF-8。

GBK


GBK編碼是GB2312編碼的超集,向下完全相容GB2312,同時GBK收錄了Unicode基本多文種平面中的所有CJK漢字。同 GB2312一樣,GBK也支援希臘字母、日文假名字母、俄語字母等字元,但不支援韓語中的表音字元(非漢字字元)。GBK還收錄了GB2312不包含的漢字部首符號、豎排標點符號等字元。

GBK的整體編碼範圍是為0x8140-0xFEFE,不包括低位元組是0×7F的組合。高位元組範圍是0×81-0xFE,低位元組範圍是0x40-7E和0x80-0xFE。

低位元組是0x40-0x7E的GBK字元有一定特殊性,因為這些字元佔用了ASCII碼的位置,這樣會給一些系統帶來麻煩。
有些系統中用0x40-0x7E中的字元(如“|”)做特殊符號,在定位這些符號時又沒有判斷這些符號是不是屬於某個 GBK字元的低位元組,這樣就會造成錯誤判斷。在支援GB2312的環境下就不存在這個問題。需要注意的是支援GBK的環境中小於0x80的某個位元組未必就是ASCII符號;另外就是最好選用小於0×40的ASCII符號做一些特殊符號,這樣就可以快速定位,且不用擔心是某個漢字的另一半。Big5編碼中也存在相應問題。

CP936和GBK的有些許差別,絕大多數情況下可以把CP936當作GBK的別名。

GB18030


        GB18030編碼向下相容GBK和GB2312,相容的含義是不僅字元相容,而且相同字元的編碼也相同。GB18030收錄了所有Unicode3.1中的字元,包括中國少數民族字元,GBK不支援的韓文字元等等,也可以說是世界大多民族的文字元號都被收錄在內。

        GBK和GB2312都是雙位元組等寬編碼,如果算上和ASCII相容所支援的單位元組,也可以理解為是單位元組和雙位元組混合的變長編碼。GB18030編碼是變長編碼,有單位元組、雙位元組和四位元組三種方式。
      GB18030的單位元組編碼範圍是0x00-0x7F,完全等同與ASCII;雙位元組編碼的範圍和GBK相同,高位元組是0x81-0xFE,低位元組的編碼範圍是0x40-0x7E和0x80-FE;四位元組編碼中第一、三位元組的編碼範圍是0x81-0xFE,二、四位元組是0x30-0x39。 




     Windows中CP936內碼表使用0x80來表示歐元符號,而在GB18030編碼中沒有使用0x80編碼位,用其他位置來表示歐元符號。這可以理解為是GB18030向下相容性上的一點小問題;也可以理解為0x80是CP936對GBK的擴充套件,而GB18030只是和GBK相容良好。

        GB18032版本 

        GB18030目前的最新版本是GB18030-2005。GB18030-2005與GB18030-2000的編碼體系結構是完全相同的。那麼,GB18030的2000版和2005版有什麼區別和聯絡呢?

  2000年釋出的GB18030-2000,全名是《資訊科技 漢字編碼字符集 基本集的擴充》。GB18030-2000僅規定了常用非漢字元號和27533個漢字(包括部首、部件等)的編碼。   GB18030-2000是全文強制性標準,市場上銷售的產品必須符合。2005年釋出的GB18030-2005在GB18030-2000的基礎上增加了42711個漢字和多種我國少數民族文字的編碼,增加的這些內容是推薦性的。原GB18030-2000中的內容是強制性的,市場上銷售的產品必須符合。故GB18030-2005為部分強制性標準,自發布之日起代替GB18030-2000。 


如下表所示,GB18030-2000收錄了27533個漢字:

  
類別 碼位範圍 碼位數 字元數 字元型別
雙位元組部分 第一位元組 0xB0-0xF7
第二位元組 0xA1-0xFE
6768 6763 漢字
第一位元組0x81-0xA0
第二位元組0x40-0xFE
6080 6080 漢字
第一位元組0xAA-0xFE
第二位元組0x40-0xA0
8160 8160 漢字
四位元組部分 第一位元組0x81-0x82
第二位元組0x30-0x39
第三位元組0x81-0xFE
第四位元組0x30-0x39
6530 6530 CJK統一漢字擴充A
  27533就是6763+6080+8160+6530。雙位元組部分的6763+6080+8160=21003個漢字就是GBK的21003個漢字。   在Unicode中,CJK統一漢字擴充A有6582個漢字,為什麼這裡只有6530個漢字?   這是因為在GBK時代,雙位元組部分已經收錄過CJK統一漢字擴充A的52個漢字,所以還餘6530個漢字。


如下表所示,GB18030-2005收錄了70244個漢字:

  
類別 碼位範圍 碼位數 字元數 字元型別
雙位元組部分 第一位元組 0xB0-0xF7
第二位元組 0xA1-0xFE
6768 6763 漢字
第一位元組0x81-0xA0
第二位元組0x40-0xFE
6080 6080 漢字
第一位元組0xAA-0xFE
第二位元組0x40-0xA0
8160 8160 漢字
四位元組部分 第一位元組0x81-0x82
第二位元組0x30-0x39
第三位元組0x81-0xFE
第四位元組0x30-0x39
6530 6530 CJK統一漢字擴充A
第一位元組0x95-0x98
第二位元組0x30-0x39
第三位元組0x81-0xFE
第四位元組0x30-0x39
42711 42711 CJK統一漢字擴充B
70244就是6763+6080+8160+6530+42711。

GB18030-2005相對於GB18030-2000主要有以下變化: 

  1、在四位元組字元表中增加CJK統一漢字擴充B和已經在GB13000中編碼的我國少數民族文字字元的字形。其實GB18030-2000已經映射了這些碼位,但GB18030-2000沒有給出這些字元的字形。   2、調整字元?的編碼。   3、去掉了單位元組編碼的歐元符號(0x80)。   (糾正:在GB18030-2000中已經去掉了單位元組編碼的歐元符號,證據見GB18030-2000的標準文字)
unicode

每一種語言的不同的編碼頁,增加了那些需要支援不同語言的軟體的複雜度。因而人們制定了一個世界標準,叫做unicode。unicode為每個字元提供了唯一的特定數值,不論在什麼平臺上、不論在什麼軟體中,也不論什麼語言。也就是說,它世界上使用的所有字元都列出來,並給每一個字元一個唯一特定數值。
  Unicode的最初目標,是用1個16位的編碼來為超過65000字元提供對映。但這還不夠,它不能覆蓋全部歷史上的文字,也不能解決傳輸的問題 (implantation head-ache's),尤其在那些基於網路的應用中。已有的軟體必須做大量的工作來程式16位的資料。
  因此,Unicode用一些基本的保留字元制定了三套編碼方式。它們分別是UTF-8,UTF-16和UTF-32。正如名字所示,在UTF-8中,字元是以8位序列來編碼的,用一個或幾個位元組來表示一個字元。這種方式的最大好處,是UTF-8保留了ASCII字元的編碼做為它的一部分,例如,在UTF-8和ASCII中,“A”的編碼都是0x41.
  UTF-16和UTF-32分別是Unicode的16位和32位編碼方式。考慮到最初的目的,通常說的Unicode就是指UTF-16。在討論Unicode時,搞清楚哪種編碼方式非常重要。
UTF-8

Unicode Transformation Format-8bit,允許含BOM,但通常不含BOM。是用以解決國際上字元的一種多位元組編碼,它對英文使用8位(即一個位元組),中文使用24為(三個位元組)來編碼。UTF-8包含全世界所有國家需要用到的字元,是國際編碼,通用性強。UTF-8編碼的文字可以在各國支援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的中文語言支援包。
BIG5
圖片   Big5是雙位元組編碼,高位元組編碼範圍是0x81-0xFE,低位元組編碼範圍是0x40-0x7E和0xA1-0xFE。和GBK相比,少了低位元組是0x80-0xA0的組合。0x8140-0xA0FE是保留區域,用於使用者造字區。
  Big5收錄的漢字只包括繁體漢字,不包括簡體漢字,一些生僻的漢字也沒有收錄。GBK收錄的日文假名字元、俄文字元Big5也沒有收錄。因為Big5當中收錄的字元有限,因此有很多在Big5基礎上擴充套件的編碼,如倚天中文系統。Windows系統上使用的內碼表CP950也可以理解為是對Big5的擴充套件,在Big5的基礎上增加了7個漢字和一些符號。Big5編碼對應的字符集是GBK字符集的子集,也就是說Big5收錄的字元是GBK收錄字元的一部分,但相同字元的編碼不同。
  因為Big5也佔用了ASCII的編碼空間(低位元組所使用的0x40-0x7E),所以Big5編碼在一些環境下存在和GBK編碼相同的問題,即低位元組範圍為0x40-0x7E的字元有可能會被誤處理,尤其是低位元組是0x5C("/")和0x7C("|")的字元。可以參考GBK一節相應說明。
  儘管有些區別,大多數情況下可以把CP950當作Big5的別名。

GBK的文字編碼是用雙位元組來表示的,即不論中、英文字元均使用雙位元組來表示,為了區分中文,將其最高位都設定成1。GBK包含全部中文字元,是國家編碼,通用性比UTF8差,不過UTF8佔用的資料庫比GBD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

對於一個網站、論壇來說,如果英文字元較多,則建議使用UTF-8節省空間。不過現在很多論壇的外掛一般只支援GBK。

unicode是字符集,ASCII、GB2312、GBK、GB18030既是字符集也是編碼方式,UTF-8只是編碼方式。


           

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