UTF-8,GB2312等編碼格式詳解
編碼一直是讓新手頭疼的問題,特別是 GBK、GB2312、UTF-8 這三個比較常見的網頁編碼的區別,更是讓許多新手暈頭轉向,怎麼解釋也解釋不清楚。但是編碼又是那麼重要,特別在網頁這一塊。如果你打出來的不是亂碼,而網頁中出現了亂碼,絕大部分原因就出在了編碼上了。此外除了亂碼之外,還會出現一些其他問題(例如:IE6 的 CSS 載入問題)等等。我寫本文的目的,就是要徹底解釋清楚這個編碼問題!如果你遇到了類似的問題,那就要仔細的看看這篇文章。
ANSI、GBK、GB2312、UTF-8、GB18030和 UNICODE
這幾個編碼關鍵詞是比較常見的,雖然我把我們放在了一起說,但並不意味這這幾個東西是平級的關係。本部分的內容,引用自網路略有修改,不知原文出處,故無法署名。
很久很久以前,有一群人,他們決定用8個可以開合的電晶體來組合成不同的狀態,以表示世界上的萬物,他們把這稱為”位元組”。再後來,他們又做了一些可以處理這些位元組的機器,機器開動了,可以用位元組來組合出很多狀態,狀態開始變來變去,他們就把這機器稱為”計算機”。
開始計算機只在美國用。八位的位元組一共可以組合出256(2的8次方)種不同的狀態。他們把其中的編號從0開始的32種狀態分別規定了特殊的用途,一但終端、印表機遇上約定好的這些位元組被傳過來時,就要做一些約定的動作。遇上 00×10, 終端就換行,遇上0×07, 終端就向人們嘟嘟叫,例好遇上0x1b, 印表機就列印反白的字,或者終端就用彩色顯示字母。他們看到這樣很好,於是就把這些0×20以下的位元組狀態稱為”控制碼”。
他們又把所有的空格、標點符號、數字、大小寫字母分別用連續的位元組狀態表示,一直編到了第127號,這樣計算機就可以用不同位元組來儲存英語的文字 了。大家看到這樣,都感覺很好,於是大家都把這個方案叫做 ANSI 的”Ascii”編碼(American Standard Code for Information Interchange,美國資訊互換標準程式碼)。當時世界上所有的計算機都用同樣的ASCII方案來儲存英文文字。
後來計算機發展越來越廣泛,世界各國為了可以在計算機儲存他們的文字,他們決定採用127號之後的空位來表示這些新的字母、符號,還加入了很多畫表格時需要用下到的橫線、豎線、交叉等形狀,一直把序號編到了 最後一個狀態255。從128到255這一頁的字符集被稱”擴充套件字符集”。但是原有的編號方法,已經再也放不下更多的編碼。
等中國人們得到計算機時,已經沒有可以利用的位元組狀態來表示漢字,況且有6000多個常用漢字需要儲存呢。於是國人就自主研發,把那些127號之後的奇異符號們直接取消掉。規定:一個小於127的字元的意義與原來相同,但兩個大於127的字元連在一起時,就表示一個漢字,前面的一個位元組(他稱之為高位元組)從0xA1用到 0xF7,後面一個位元組(低位元組)從0xA1到0xFE,這樣我們就可以組合出大約7000多個簡體漢字了。在這些編碼裡,我們還把數學符號、羅馬希臘的字母、日文的假名們都編進去了,連在 ASCII 裡本來就有的數字、標點、字母都統統重新編了兩個位元組長的編碼,這就是常說的”全形”字元,而原來在127號以下的那些就叫”半形”字元了。
中國人民看到這樣很不錯,於是就把這種漢字方案叫做 “GB2312″。GB2312 是對 ASCII 的中文擴充套件。
但是中國的漢字太多了,後來還是不夠用,於是乾脆不再要求低位元組一定是127號之後的內碼,只要第一個位元組是大於127就固定表示這是一個漢字的開始,不管後面跟的是不是 擴充套件字符集裡的內容。結果擴充套件之後的編碼方案被稱為 GBK 標準,GBK 包括了 GB2312 的所有內容,同時又增加了近20000個新的漢字(包括繁體字)和符號。後來少數民族也要用電腦了,於是我們再擴充套件,又加了幾千個新的少數民族的字,GBK 擴成了 GB18030。從此之後,中華民族的文化就可以在計算機時代中傳承了。
因為當時各個國家都像中國這樣搞出一套自己的編碼標準,結果互相之間誰也不懂誰的編碼,誰也不支援別人的編碼。當時的中國人想讓電腦顯示漢字,就必須裝上一個”漢字系統”,專門用來處理漢字的顯示、輸入的問題,裝錯了字元系統,顯示就會亂了套。這怎麼辦?就在這時,一個叫 ISO (國際標誰化組織)的國際組織決定著手解決這個問題。他們採用的方法很簡單:廢了所有的地區性編碼方案,重新搞一個包括了地球上所有文化、所有字母和符號的編碼!他們打算叫它”Universal Multiple-Octet Coded Character Set”,簡稱 UCS, 俗稱 “UNICODE”。
UNICODE 開始制訂時,計算機的儲存器容量極大地發展了,空間再也不成為問題了。於是 ISO 就直接規定必須用兩個位元組,也就是16位來統一表示所有的字元,對於 ascii 裡的那些”半形”字元,UNICODE 包持其原編碼不變,只是將其長度由原來的8位擴充套件為16位,而其他文化和語言的字元則全部重新統一編碼。由於”半形”英文符號只需要用到低8位,所以其高 8位永遠是0,因此這種大氣的方案在儲存英文文字時會多浪費一倍的空間。
但是,UNICODE 在制訂時沒有考慮與任何一種現有的編碼方案保持相容,這使得 GBK 與UNICODE 在漢字的內碼編排上完全是不一樣的,沒有一種簡單的算術方法可以把文字內容從UNICODE編碼和另一種編碼進行轉換,這種轉換必須通過查表來進行。UNICODE 是用兩個位元組來表示為一個字元,他總共可以組合出65535不同的字元,這大概已經可以覆蓋世界上所有文化的符號。
UNICODE 來到時,一起到來的還有計算機網路的興起,UNICODE 如何在網路上傳輸也是一個必須考慮的問題,於是面向傳輸的眾多 UTF(UCS Transfer Format)標準出現了,顧名思義,UTF8 就是每次8個位傳輸資料,而 UTF16 就是每次16個位,只不過為了傳輸時的可靠性,從UNICODE到 UTF時並不是直接的對應,而是要過一些演算法和規則來轉換。
看完這些,相信你對於這幾個編碼關係等,瞭解的比較清楚了吧。我再來簡單的總結一下:
● 中國人民通過對 ASCII 編碼的中文擴充改造,產生了 GB2312 編碼,可以表示6000多個常用漢字。
● 漢字實在是太多了,包括繁體和各種字元,於是產生了 GBK 編碼,它包括了 GB2312 中的編碼,同時擴充了很多。
● 中國是個多民族國家,各個民族幾乎都有自己獨立的語言系統,為了表示那些字元,繼續把 GBK 編碼擴充為 GB18030 編碼。
● 每個國家都像中國一樣,把自己的語言編碼,於是出現了各種各樣的編碼,如果你不安裝相應的編碼,就無法解釋相應編碼想表達的內容。
● 終於,有個叫 ISO 的組織看不下去了。他們一起創造了一種編碼 UNICODE ,這種編碼非常大,大到可以容納世界上任何一個文字和標誌。所以只要電腦上有 UNICODE 這種編碼系統,無論是全球哪種文字,只需要儲存檔案的時候,儲存成 UNICODE 編碼就可以被其他電腦正常解釋。
● UNICODE 在網路傳輸中,出現了兩個標準 UTF-8 和 UTF-16,分別每次傳輸 8個位和 16個位。
於是就會有人產生疑問,UTF-8 既然能儲存那麼多文字、符號,為什麼國內還有這麼多使用 GBK 等編碼的人?因為 UTF-8 等編碼體積比較大,佔電腦空間比較多,如果面向的使用人群絕大部分都是中國人,用 GBK 等編碼也可以。但是目前的電腦來看,硬碟都是白菜價,電腦效能也已經足夠無視這點效能的消耗了。所以推薦所有的網頁使用統一編碼:UTF-8。
關於記事本無法單獨儲存“聯通”的問題
當你新建一個 文字文件 之後,在裡面輸入 “聯通” 兩個字,然後儲存。當你再次開啟的時候,原來輸入的 “聯通” 會變成兩個亂碼。
這個問題就是因為 GB2312 編碼與 UTF8 編碼產生了編碼衝撞造成的。從網上引來一段從UNICODE到UTF8的轉換規則:
UTF-8
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,所以要用3位元組模板:1110xxxx 10xxxxxx 10xxxxxx。將6C49寫成二進位制是:0110 1100 0100 1001,將這個位元流按三位元組模板的分段方法分為0110 110001 001001,依次代替模板中的x,得到:1110-0110 10-110001 10-001001,即E6 B1 89,這就是其UTF8的編碼。
而當你新建一個文字檔案時,記事本的編碼預設是ANSI, 如果你在ANSI的編碼輸入漢字,那麼他實際就是GB系列的編碼方式,在這種編碼下,”聯通”的內碼是:
c1 1100 0001
aa 1010 1010
cd 1100 1101
a8 1010 1000
注意到了嗎?第一二個位元組、第三四個位元組的起始部分的都是”110″和”10″,正好與UTF8規則裡的兩位元組模板是一致的,於是再次開啟記事本 時,記事本就誤認為這是一個UTF8編碼的檔案,讓我們把第一個位元組的110和第二個位元組的10去掉,我們就得到了”00001 101010″,再把各位對齊,補上前導的0,就得到了”0000 0000 0110 1010″,不好意思,這是UNICODE的006A,也就是小寫的字母”j”,而之後的兩位元組用UTF8解碼之後是0368,這個字元什麼也不是。這就 是隻有”聯通”兩個字的檔案沒有辦法在記事本里正常顯示的原因。
由這個問題,可以發散出很多問題。比較常見的一個問題就是:我已經把檔案儲存成了 XX 編碼,為什麼每次開啟,還是原來的 YY 編碼?!原因就在於此,你雖然儲存成了 XX 編碼,但是系統識別的時候,卻誤識別為了 YY 編碼,所以還是顯示為 YY 編碼。為了避免這個問題,微軟公司弄出了一個叫 BOM 頭的東西。
關於檔案 BOM 頭的問題
當使用類似 WINDOWS 自帶的記事本等軟體,在儲存一個以UTF-8編碼的檔案時,會在檔案開始的地方插入三個不可見的字元(0xEF 0xBB 0xBF,即BOM)。它是一串隱藏的字元,用於讓記事本等編輯器識別這個檔案是否以UTF-8編碼。這樣就可以避免這個問題了。對於一般的檔案,這樣並不會產生什麼麻煩。
這樣做,也有弊處,尤其體現在網頁中。PHP並不會忽略BOM,所以在讀取、包含或者引用這些檔案時,會把BOM作為該檔案開頭正文 的一部分。根據嵌入式語言的特點,這串字元將被直接執行(顯示)出來。由此造成即使頁面的 top padding 設定為0,也無法讓整個網頁緊貼瀏覽器頂部,因為在html一開頭有這3個字元。如果你在網頁中,發現了由未知的空白等,很有可能就是由於檔案有 BOM 頭造成的。遇到這種問題,把檔案儲存的時候,不要帶有 BOM 頭!
如何檢視和修改某文件的編碼
1,直接使用記事本檢視和修改。我們可以用記事本開啟檔案,然後點選左上角的 “檔案” =》“另存為”,這時候就會彈出一個儲存的視窗。在下面選擇好編碼之後,點選儲存就可以了。
但是這種方式的選擇餘地非常小,通常用來快速檢視檔案是什麼編碼。我更推薦使用下面的方法。
2,使用其他文字編輯器(例如:notepad ++)來檢視修改。幾乎所有的成熟的文字編輯器(例如:Dreamweaver、Emeditor等),都可以快速檢視或修改檔案編碼。這一點尤其體現在 notepad++ 上面。
開啟一個檔案之後,會在右下角顯示當前檔案的編碼。
點選上面選單欄中的 “encoding” 即可把當前文件轉換成其他編碼
IE6 的載入 CSS 檔案 BUG
當 HTML 檔案的編碼 與想要載入 CSS 的檔案不一致的時候,IE6 將無法讀取 CSS 檔案,即 HTML 檔案沒有樣式。就本人的觀察,這個問題從未在其他瀏覽器中出現過,只在 IE6 中出現過。只需要把 CSS 檔案,儲存成 HTML 檔案的編碼即可。
向大神致敬:轉載至 http://blog.jobbole.com/30526/