Unicode, UTF-8, UTF-16, UTF-32

Unicode是字符集,给每个字符一个唯一的编码,目前的版本用4个字节表示所有的字符。
UTF是 unicode transformation format,是把字符保存到计算机上的格式。
UTF-8是变长的
UTF-16是2或4个字节
UTF-32是4个字节

要知道具体是哪种编码方式,需要判断文本开头的标志,下面是所有编码对应的开头标志

EF BB BF    UTF-8
FE FF     UTF-16/UCS-2, little endian
FF FE     UTF-16/UCS-2, big endian
FF FE 00 00  UTF-32/UCS-4, little endian.
00 00 FE FF  UTF-32/UCS-4, big-endian.
其中的UCS是ISO制定的标准,和Unicode是完全一样的,只不过名字不一样.ucs-2对应utf-16,ucs-4对应UTF-32.UTF-8是没有对应的UCS

UTF-8的优点:

  1. 字符空间足够大,未来 Unicode 新标准收录更多字符,UTF-8 也能妥妥的兼容,因此不会再出现 UTF-16 那样的尴尬
  2. 不存在大小端字节序问题,信息交换时非常便捷
  3. 容错性高,局部的字节错误(丢失、增加、改变)不会导致连锁性的错误,因为 UTF-8 的字符边界很容易检测出来,这是一个巨大的优点(正是为了实现这一点,咱们中日韩人民不得不忍受 3 字节 1 个字符的苦日子)

UTF-8的缺点:

  1. 文化上的不平衡——对于欧美地区一些以英语为母语的国家 UTF-8 简直是太棒了,因为它和 ASCII 一样,一个字符只占一个字节,没有任何额外的存储负担;但是对于中日韩等国家来说,UTF-8 实在是太冗余,一个字符竟然要占用 3 个字节,存储和传输的效率不但没有提升,反而下降了。所以欧美人民常常毫不犹豫的采用 UTF-8,而我们却老是要犹豫一会儿
  2. 变长字节表示带来的效率问题——大家对 UTF-8 疑虑重重的一个问题就是在于其因为是变长字节表示,因此无论是计算字符数,还是执行索引操作效率都不高。为了解决这个问题,常常会考虑把 UTF-8 先转换为 UTF-16 或者 UTF-32 后再操作,操作完毕后再转换回去。而这显然是一种性能负担。

UTF-16的缺点:

  1. UTF-16 能表示的字符数有 6 万多,看起来很多,但是实际上目前 Unicode 5.0 收录的字符已经达到 99024 个字符,早已超过 UTF-16 的存储范围;这直接导致 UTF-16 地位颇为尴尬——如果谁还在想着只要使用 UTF-16 就可以高枕无忧的话,恐怕要失望了
  2. UTF-16 存在大小端字节序问题,这个问题在进行信息交换时特别突出——如果字节序未协商好,将导致乱码;如果协商好,但是双方一个采用大端一个采用小端,则必然有一方要进行大小端转换,性能损失不可避免(大小端问题其实不像看起来那么简单,有时会涉及硬件、操作系统、上层软件多个层次,可能会进行多次转换)
  3. 另外,容错性低有时候也是一大问题——局部的字节错误,特别是丢失或增加可能导致所有后续字符全部错乱,错乱后要想恢复,可能很简单,也可能会非常困难。(这一点在日常生活里大家感觉似乎无关紧要,但是在很多特殊环境下却是巨大的缺陷)

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