浅析windows下字符集和文件编码存储/utf8/gbk

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1，字符集

这里主要讲两种字符集，DBCS和UCS

DBCS即双字节编码字符集，最初的计算机只有ASCII码，发展至今，不能表示中文怎么办，于是中国人制定了GBK2312,以及后面陆续扩展并向下兼容的GBK,GB18030.

Unicode学名是“Universal Multiple-Octet Coded Chasracter Set”,简称UCS，他只兼容ANSI，为啥会有Unicode出现呢，因为在使用DBCS的时候，各个国家都有自己的一套字符集，于是非常的混乱的，不能正常显示所有字符，微软使用代码页(Codepage)转换表的技术来过渡性的部分解决这一问题，后来国际组织决定指定一套全球统一字符集，就是Unicode了。

UCS只是规定如何编码，并没有规定如何传输、保存这个编码。例如“汉”字的UCS编码是6C49，

我可以用4个ascii数字来传输、保存这个编码；也可以用utf-8编码:3个连续的字节E6 B1 89来表示它。

关键在于通信双方都要认可。UTF-8、UTF-7、UTF-16都是被广泛接受的方案。

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

UCS-2就是windows的宽字符，也就是utf16编码。

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 10xxxxxx 10xxxxxx。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：11100110 10110001 10001001，即E6 B1 89。

 

2，BOM

BOM是在一个文本文件之前，用来标记改文件编码方式的一种记录方式，windows下是这样做的，linux不知道。

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“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。

假如文件用UTF8无BOM格式来保存文件，那就不能单纯的依靠BOM头来判断是否是utf8编码的，而要对文件中的数据进行简单的编码分析来确定文件的编码格式，也就是对文件的二进制进行分析，和对应编码的字符集进行匹配，最终确定其编码格式。

一个简单的小例子，用windows的notepad写一个文件，记录下“联通”两个字，关闭打开后，发现文件乱码了，为什么呢？就是文件编码是被错误导致的。

notepad存盘默认用的ansi编码，也就是对应gbk字符集。

联通的gbk字符集是“C1 AA CD A8”

C1 AA 对应的二进制： 1100 0001， 1010 1010

CD AB 对应的二进制： 1100 1101,  1010 1000

注意看红色的部分，刚好和上面UTF8的编码结构完全一致，因此才误将其认为是utf8无BOM编码的文件。可以使用notepad++打开来查看这个文件的编码格式，确实是UTF8无BOM格式。

ansi编码，ascii码用单字节ascii码值存储，非ascii码表内的，使用对应的dbcs字符集编码之来存储，因此同一个“汉字AB”对应的ansi编码存储的文件是 BA BA D7 D6 41 42

最后，统一看下。

 

"汉"字的gbk,utf8(有BOM),utf8(无BOM)utf16(小端),utf16(大端)，二进制分别是

BA BA ,  EF BB BF E6 B1 89 ，E6 B1 89 , FF FE 49 6C ,  FE FF 6C 49