字符集与字符编码的那些事

字符集与字符编码

什么是字符集?字符集有哪些?
字符(Character)是各种文字和符号的总称,包括各国家文字、标点符号、图形符号、数字等。字符集(Character set)是多个字符的集合,字符集种类较多,每个字符集包含的字符个数不同,常见字符集名称:ASCII字符集、GB2312字符集、BIG5字符集、 GB18030字符集、Unicode字符集等。计算机要准确的处理各种字符集文字,需要进行字符编码,以便计算机能够识别和存储各种文字。中文文字数目大,而且还分为简体中文和繁体中文两种不同书写规则的文字,而计算机最初是按英语单字节字符设计的,因此,对中文字符进行编码,是中文信息交流的技术基础。

ASCII名称由来

ASCII(American Standard Code for Information Interchange,美国信息互换标准编码)是基于罗马字母表的一套电脑编码系统。[1]
特点

它主要用于显示现代英语和其他西欧语言。它是现今最通用的单字节编码系统,并等同于国际标准ISO 646。
包含内容

控制字符:回车键、退格、换行键等。
可显示字符:英文大小写字符、阿拉伯数字和西文符号。
技术特征

7位(bits)表示一个字符,共128字符,字符值从0到127,其中32到126是可打印字符。
扩展字符集

7位编码的字符集只能支持128个字符,为了表示更多的欧洲常用字符对ASCII进行了扩展,ASCII扩展字符集使用8位(bits)表示一个字符,共256字符。
ASCII扩展字符集:它是从ASCII字符集扩充出来的,扩充后的符号增加了表格符号、计算符号、希腊字母和特殊的拉丁符号。
GB2312名称由来

GB2312又称为GB2312-80字符集,全称为《信息交换用汉字编码字符集·基本集》,由原中国国家标准总局发布,1981年5月1日实施。
特点

GB2312是中国国家标准的简体中文字符集。它所收录的汉字已经覆盖99.75%的使用频率,基本满足了汉字的计算机处理需要。在中国大陆和新加坡获广泛使用。
包含内容

GB2312收录简化汉字及一般符号、序号、数字、拉丁字母、日文假名、希腊字母、俄文字母、汉语拼音符号、汉语注音字母,共 7445 个图形字符。其中包括6763个汉字,其中一级汉字3755个,二级汉字3008个;包括拉丁字母、希腊字母、日文平假名及片假名字母、俄语西里尔字母在内的682个全角字符。
技术特征

(1)分区表示:
GB2312中对所收汉字进行了“分区”处理,每区含有94个汉字/符号。这种表示方式也称为区位码。
各区包含的字符如下:01-09区为特殊符号;16-55区为一级汉字,按拼音排序;56-87区为二级汉字,按部首/笔画排序;10-15区及88-94区则未有编码。
(2)双字节表示
两个字节中前面的字节为第一字节,后面的字节为第二字节。习惯上称第一字节为“高字节” ,而称第二字节为“低字节”。
“高位字节”使用了0xA1-0xF7(把01-87区的区号加上0xA0),“低位字节”使用了0xA1-0xFE(把01-94加上0xA0)。
编码举例

以GB2312字符集的第一个汉字“啊”字为例,它的区号16,位号01,则区位码是1601,在大多数计算机程序中,高字节和低字节分别加0xA0得到程序的汉字处理编码0xB0A1。计算公式是:0xB0=0xA0+16, 0xA1=0xA0+1。
BIG5名称由来

又称大五码或五大码,1984年由台湾财团法人信息工业策进会和五家软件公司宏碁 (Acer)、神通 (MiTAC)、佳佳、零壹 (Zero One)、大众 (FIC)创立,故称大五码。
Big5码的产生,是因为当时台湾不同厂商各自推出不同的编码,如倚天码、IBM PS55、王安码等,彼此不能兼容;另一方面,台湾政府当时尚未推出官方的汉字编码,而中国大陆的GB2312编码亦未有收录繁体中文字。
特点

Big5字符集共收录13,053个中文字,该字符集在中国台湾使用。耐人寻味的是该字符集重复地收录了两个相同的字:“兀”(0xA461及0xC94A)、“嗀”(0xDCD1及0xDDFC)。
编码方法

Big5码使用了双字节储存方法,以两个字节来编码一个字。第一个字节称为“高位字节”,第二个字节称为“低位字节”。高位字节的编码范围0xA1-0xF9,低位字节的编码范围0x40-0x7E及0xA1-0xFE。
各编码范围对应的字符类型如下:0xA140-0xA3BF为标点符号、希腊字母及特殊符号,另外于0xA259-0xA261,存放了双音节度量衡单位用字:兙兛兞兝兡兣嗧瓩糎;0xA440-0xC67E为常用汉字,先按笔划再按部首排序;0xC940-0xF9D5为次常用汉字,亦是先按笔划再按部首排序。
局限性

尽管Big5码内包含一万多个字符,但是没有考虑社会上流通的人名、地名用字、方言用字、化学及生物科等用字,没有包含日文平假名及片假名字母。
例如台湾视“着”为“著”的异体字,故没有收录“着”字。康熙字典中的一些部首用字(如“亠”、“疒”、“辵”、“癶”等)、常见的人名用字(如“堃”、“煊”、“栢”、“喆”等) 也没有收录到Big5之中。
GB18030名称由来

GB 18030的全称是GB18030-2000《信息交换用汉字编码字符集基本集的扩充》,是我国政府于2000年3月17日发布的新的汉字编码国家标准,2001年8月31日后在中国市场上发布的软件必须符合本标准。
特点

GB 18030字符集标准的出台经过广泛参与和论证,
GB18030 字符集
GB18030 字符集
来自国内外知名信息技术行业的公司,信息产业部和原国家质量技术监督局联合实施。
GB 18030字符集标准解决汉字、日文假名、朝鲜语和中国少数民族文字组成的大字符集计算机编码问题。该标准的字符总编码空间超过150万个编码位,收录了27484个汉字,覆盖中文、日文、朝鲜语和中国少数民族文字。满足中国大陆、香港、台湾、日本和韩国等东亚地区信息交换多文种、大字量、多用途、统一编码格式的要求。并且与Unicode 3.0版本兼容,填补Unicode扩展字符字汇“统一汉字扩展A”的内容。并且与以前的国家字符编码标准(GB2312,GB13000.1)兼容。
编码方法

GB 18030标准采用单字节、双字节和四字节三种方式对字符编码。单字节部分使用0×00至0×7F码(对应于ASCII码的相应码)。双字节部分,首字节码从0×81至0×FE,尾字节码位分别是0×40至0×7E和0×80至0×FE。四字节部分采用GB/T 11383未采用的0×30到0×39作为对双字节编码扩充的后缀,这样扩充的四字节编码,其范围为0×81308130到0×FE39FE39。其中第一、三个字节编码码位均为0×81至0×FE,第二、四个字节编码码位均为0×30至0×39。
包含内容

双字节部分收录内容主要包括GB13000.1全部CJK汉字20902个、有关标点符号、表意文字描述符13个、增补的汉字和部首/构件80个、双字节编码的欧元符号等。 四字节部分收录了上述双字节字符之外的,包括CJK统一汉字扩充A在内的GB 13000.1中的全部字符。
Unicode名称由来

Unicode字符集编码是Universal Multiple-Octet Coded Character Set 通用多八位编码字符集的简称,是由一个名为 Unicode 学术学会(Unicode Consortium)的机构制订的字符编码系统,支持现今世界各种不同语言的书面文本的交换、处理及显示。该编码于1990年开始研发,1994年正式公布,最新版本是2012年1月31日的Unicode 6.1。
特征

Unicode是一种在计算机上使用的字符编码。它为每种语言中的每个字符设定了统一并且唯一的二进制编码,以满足跨语言、跨平台进行文本转换、处理的要求。
编码方法

Unicode 标准始终使用十六进制数字,而且在书写时在前面加上前缀“U+”,例如字母“A”的编码为 004116 和字符“?”的编码为 20AC16。所以“A”的编码书写为“U+0041”。
UTF-8 编码

UTF-8是Unicode的其中一个使用方式。 UTF是 Unicode Tranformation Format,即把Unicode转做某种格式的意思。
UTF-8便于不同的计算机之间使用网络传输不同语言和编码的文字,使得双字节的Unicode能够在现存的处理单字节的系统上正确传输。
UTF-8使用可变长度字节来储存 Unicode字符,例如ASCII字母继续使用1字节储存,重音文字、希腊字母或西里尔字母等使用2字节来储存,而常用的汉字就要使用3字节。辅助平面字符则使用4字节。
UTF-8(8-bit Unicode Transformation Format)是一种针对Unicode的可变长度字符编码,又称万国码。由Ken Thompson于1992年创建。现在已经标准化为RFC 3629。UTF-8用1到6个字节编码UNICODE字符。用在网页上可以同一页面显示中文简体繁体及其它语言(如英文,日文,韩文)。
比较

*UTF-16 和 UTF-32 编码*
UTF-32、UTF-16和 UTF-8 是 Unicode 标准的编码字符集的字符编码方案,UTF-16 使用一个或两个未分配的 16 位代码单元的序列对 Unicode 代码点进行编码;UTF-32 即将每一个 Unicode 代码点表示为相同值的 32 位整数。

参考博文
ASCII、Unicode、GBK和UTF-8字符编码的区别联系
字符编码详解——彻底理解掌握编码知识,“乱码”不复存在

英文字母和中文汉字在不同字符集编码下的字节数

英文字母:

字节数 : 1;编码:GB2312

字节数 : 1;编码:GBK

字节数 : 1;编码:GB18030

字节数 : 1;编码:ISO-8859-1

字节数 : 1;编码:UTF-8

字节数 : 4;编码:UTF-16

字节数 : 2;编码:UTF-16BE

字节数 : 2;编码:UTF-16LE

中文汉字:

字节数 : 2;编码:GB2312

字节数 : 2;编码:GBK

字节数 : 2;编码:GB18030

字节数 : 1;编码:ISO-8859-1

字节数 : 3;编码:UTF-8

字节数 : 4;编码:UTF-16

字节数 : 2;编码:UTF-16BE

字节数 : 2;编码:UTF-16LE

实际问题

说说char型为什么可以存汉字
char 型只不过存的是字符集的遇射码而已……就是一堆一定范围内的整型数……传统GB2312码,是两个 char 元素表示一个汉字,第一个 char 值为负值,这就告诉系统,这是一个非ASCII字符,需要再读取其后面的一个,就是两个成一对儿,然后找汉字或者其它非ASCII字符集去映射出是什么字……
char 在java里面是unicode,2个字节
在c/c++和delphi里面 不是 unicode,只有一个字节

所以说char能不能存汉子和占几个字节是和字符集、字符编码有关系的。

VC工程中的字符集工程属性和字符编码

一、工程字符集属性
工程属性里,字符集可以选择“Use Unicode Character Set”和“Use Multi-Byte Character Set”。此选项只控制代码里的API是用宽字符版的还是ANSI字符版的,它控制不了代码里的字符是用Unicode编码还是ANSI编码。

如果选择了“Use Unicode Character Set”,则代码里用到的API被解释为UNICODE版本的API(带标记W的API),如MessageBox被解释为MessageBoxW;
如果选择了“Use Multi-Byte Character Set”,则代码里用到的API被解释为ANSI编码版本的API(带标记A的API),如MessageBox被解释为MessageBoxA。

二 、字符编码
假设当前OS的字符集为GBK,则:
1 源代码文件里面的字符集

 使用当前OS的字符集GBK保存源程序,如“中”字的编码值为[0xD6,0xD0]。则在源程序的cpp文件中“中”字就是编码值[0xD6,0xD0]的形式保存。

2 运行时字符串变量的字符集
字符变量的字符编码是由操作系统的字符集和前缀L来决定的:
1> 如果字符串常量前面如果有标识L,则无论系统的字符集是什么,被此字符串赋值的变量的内容都是Unicode编码的。编译器会将在cpp文件中以GBK编码保存的“中”字对应的UNICODE编码的值0x4E2D赋值给字符串变量。
2> 如果字符串常量前面没有标识L,那么被此字符串赋值的变量的内容是编译器默认字符集编码方式(VC编译器默认的字符集是操作系统的字符集,此例为GBK)。

运行时,如OS为GBK字符集时,汉字”中”运行时的编码值为:这里写图片描述

OS为BIG5字符集时,汉字”中”运行时的编码值为:这里写图片描述

这两个对比证明正如第2条所说,没有带L时,赋值的字符串变量的内容是按照当前操作系统的字符集来编码的。

如何修改windows的字符集?通过控制面板里的地区和语言,修改current system locacle即可。

如何查看当前windows的字符集?
打开命令提示符,在标题栏点右键,选择“属性”。
在选项卡的“选项”里会发现:
当前代码页
936 (ANSI/OEM - 简体中文 GBK)这里写图片描述

其他参考博文:
C/C++对汉字的读取
Windows字符编码那些事儿

查看本地windows的字符集方法

1.第一种方法是在cmd命令行界面上通过chcp命令查看
C:>chcp
Active code page: 936
2.第二种方法是在cmd命令行标题栏右键属性,在弹出对话框内可以看到当前的字符集编码
Windows Codepage: 936 (Simplified Chinese GBK)
字符,字节和编码


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