c#基礎語言編程-編碼

字符編碼是計算機技術的基礎理論,其字符編碼有ASCII碼、UTF-8、還有就是GB2312,當然這是在中國常用的。

1、ASCII碼

在計算機內部所有的信息都是以二進制字符進行存儲。用每個二進制位中的0和1,八個二進制就可以組合256種狀態,成爲一個字節。意味着一個字節可以用來表示256種狀態。
在計算機開始普及階段,美國製定一套字符編碼,對英語字符與二進制位關係進行統一規定,成爲ASCII碼,一直沿用至今。
ASCII碼一共規定了128個字符編碼,比如空格“SPACE”是32,大寫的字母A是65.ASCII碼規定字符佔用兩個字節,最前面的字節統一規定爲0,只佔用後面字節的7位。

2、非ASCII編碼

英語用128個符號編碼就夠了,但是針對其他語言128符號是不夠的,同時不同的國家有不同的字母,至於中國有漢字10萬多個,一個字節肯定是不夠的。比如常見的GB2312,使用兩個字節表示一個漢字,所以理論上最多可以表示256*256= 65536個符號。

3、Unicode

正如上一節所說,世界上存在着多種編碼方式,同一個二進制數字可以被解釋成不同的符號。因此,要想打開一個文本文件,就必須知道它的編碼方式,否則用錯誤的編碼方式解讀,就會出現亂碼。爲什麼電子郵件常常出現亂碼?就是因爲發信人和收信人使用的編碼方式不一樣。
可以想象,如果有一種編碼,將世界上所有的符號都納入其中。每一個符號都給予一個獨一無二的編碼,那麼亂碼問題就會消失。這就是Unicode,就像它的名字都表示的,這是一種所有符號的編碼。
Unicode當然是一個很大的集合,現在的規模可以容納100多萬個符號。每個符號的編碼都不一樣,比如,U+0639表示阿拉伯字母Ain,U+0041表示英語的大寫字母A,U+4E25表示漢字“嚴”。具體的符號對應表,可以查詢unicode.org,或者專門的漢字對應表。
Unicode只是一個符號集,它只規定了符號的二進制代碼,卻沒有規定這個二進制代碼應該如何存儲。
比如,漢字“嚴”的unicode是十六進制數4E25,轉換成二進制數足足有15位(100111000100101),也就是說這個符號的表示至少需要2個字節。表示其他更大的符號,可能需要3個字節或者4個字節,甚至更多。
這裏就有兩個嚴重的問題,第一個問題是,如何才能區別unicode和ascii?計算機怎麼知道三個字節表示一個符號,而不是分別表示三個符號呢?第二個問題是,我們已經知道,英文字母只用一個字節表示就夠了,如果unicode統一規定,每個符號用三個或四個字節表示,那麼每個英文字母前都必然有二到三個字節是0,這對於存儲來說是極大的浪費,文本文件的大小會因此大出二三倍,這是無法接受的。
它們造成的結果是:1)出現了unicode的多種存儲方式,也就是說有許多種不同的二進制格式,可以用來表示unicode。2)unicode在很長一段時間內無法推廣,直到互聯網的出現。

4、UTF-8

互聯網的普及,強烈要求統一編碼進行存儲。UTF-8現爲使用最廣的unicode實現方式。其他實現方式還包括UTF-16和UTF-32,不過在互聯網上基本不用。重複一遍,這裏的關係是,UTF-8是Unicode的實現方式之一。
UTF-8最大的一個特點,就是它是一種變長的編碼方式。它可以使用1~4個字節表示一個符號,根據不同的符號而變化字節長度。一般是3個字節表示一個字符。
UTF-8是兼容ASCII編碼,對於像漢字這樣的就是用三個字節。

5、Unicode與UTF-8之間的轉換

在Windows平臺下,有一個最簡單的轉化方法,就是使用內置的記事本小程序Notepad.exe。打開文件後,點擊“文件”菜單中的“另存爲”命令,會跳出一個對話框。
a)ANSI是默認的編碼方式。對於英文文件是ASCII編碼,對於簡體中文文件是GB2312編碼*,程序中Encoding.Default就是這。只針對Windows簡體中文版,如果是繁體中文版會採用Big5碼)。
c)Unicode編碼指的是UCS-2編碼方式,即直接用兩個字節存入字符的Unicode碼。這個選項用的little endian格式。
d)Unicode big endian編碼與上一個選項相對應。我在下一節會解釋little endian和big endian的涵義。
e)UTF-8編碼,也就是上一節談到的編碼方法。對於此編碼轉化爲byte的時候會有三個字節表示編碼方式。

6、程序代碼

在.NET中提供了編碼轉換,爲Syetem.Text.Encoding基本常用的方法爲:
Encoding.GetEncoding 方法:返回指定代碼頁的編碼。

Encoding.UTF8 屬性:獲取 UTF-8 格式的編碼。

Encoding.GetBytes 方法 (String):在派生類中重寫時,將指定的 string 中的所有字符編碼爲一個字節序列。

Encoding.GetString 方法

Encoding.GetString (Byte[]) 在派生類中重寫時,將指定字節數組中的所有字節解碼爲一個字符串。

Encoding.GetString (Byte[], Int32, Int32) 在派生類中重寫時,將指定字節數組中的一個字節序列解碼爲一個字符串。

7、代碼實例

 //ASCII,UTF7,UTF8,UTF32,UNICODE
            byte[] bytes1 = Encoding.ASCII.GetBytes(_test);
            byte[] bytes2 = Encoding.UTF8.GetBytes(_test);
            byte[] bytes3 = Encoding.Unicode.GetBytes(_test);
            //
            string s1 = Encoding.ASCII.GetString(bytes1);
            string s2 = Encoding.UTF8.GetString(bytes2);
            string s3 = Encoding.Unicode.GetString(bytes3);
            //
            //GB2312,BIG5
            byte[] bytes4 = Encoding.GetEncoding("GB2312").GetBytes(_test);
            byte[] bytes5 = Encoding.GetEncoding("BIG5").GetBytes(_test);
            //
            string s4 = Encoding.GetEncoding("GB2312").GetString(bytes4);
            string s5 = Encoding.GetEncoding("BIG5").GetString(bytes5);
            //

總結
在開始階段爲了適應計算機,制定了ASCII編碼,後來爲了在中國廣泛推廣,制定了GB2312編碼,此編碼兼容ASCII編碼也是一個字符佔用兩個字節。Unicode是一個國際碼錶,所有字符是兩個字節。後來國際制定統一的編碼方式就是UTF-8,英文一個字節,中文3個字節。

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