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[ZZ]Unicode字符编码规范 实例详细介绍各种字符集..

时间:2009-03-30  来源:linewer

本人在编程时需要匹配字符串,由此想到了如果文件是各种字符编码的话,匹配结果有可能不正确,那么,如何判断不同的字符集?如何在不同字符集之 间做转换?对于UNICODE编码逐渐通用的情况下,我们软件人员如何从容应对? 本文首先对常用字符集进行总结,然后在字符集的显示及转换上以实例介绍,最后总结了编程中遇到的编码问题。 本文目的: 对字符集编码做详细介绍,关键配以实例讲解,降低问题的复杂度。 本文内容: 1.   常用字符集分类 1.1简介 ·ASCII及其扩展字符集 作用:表语英语及西欧语言。 位数:ASCII是用7位表示的,能表示128个字符;其扩展使用8位表示,表示256个字符。 范围:ASCII从00到7F,扩展从00到FF。   ·ISO-8859-1字符集 作用:扩展ASCII,表示西欧、希腊语等。 位数:8位, 范围:从00到FF,兼容ASCII字符集。   ·GB2312字符集 作用:国家简体中文字符集,兼容ASCII。 位数:使用2个字节表示,能表示7445个符号,包括6763个汉字,几乎覆盖所有高频率汉字。 范围:高字节从A1到F7, 低字节从A1到FE。将高字节和低字节分别加上0XA0即可得到编码。   ·BIG5字符集 作用:统一繁体字编码。 位数:使用2个字节表示,表示13053个汉字。 范围:高字节从A1到F9,低字节从40到7E,A1到FE。   ·GBK字符集 作用:它是GB2312的扩展,加入对繁体字的支持,兼容GB2312。 位数:使用2个字节表示,可表示21886个字符。 范围:高字节从81到FE,低字节从40到FE。   ·GB18030字符集 作用:它解决了中文、日文、朝鲜语等的编码,兼容GBK。 位数:它采用变字节表示(1 ASCII,2,4字节)。可表示27484个文字。 范围:1字节从00到7F; 2字节高字节从81到FE,低字节从40到7E和80到FE;4字节第一三字节从81到FE,第二四字节从30到39。   ·UCS字符集 作用:国际标准 ISO 10646 定义了通用字符集 (Universal Character Set)。它是与UNICODE同类的组织,UCS-2和UNICODE兼容。 位数:它有UCS-2和UCS-4两种格式,分别是2字节和4字节。 范围:目前,UCS-4只是在UCS-2前面加了0x0000。   ·       UNICODE字符集 作用:为世界650种语言进行统一编码,兼容ISO-8859-1。 位数:UNICODE字符集有多个编码方式,分别是UTF-8,UTF-16和UTF-32。 UTF-8:采用变长字节 (1 ASCII, 2 希腊字母, 3 汉字, 4 平面符号) 表示,网络传输, 即使错了一个字节,不影响其他字节,而双字节只要一个错了,其他也错了,具体如下: 如果只有一个字节则其最高二进制位为0;如果是多字节,其第一个字节从最高位开始,连续的二进制位值为1的个数决定了其编码的字节数,其余各字节均以10开头。UTF-8最多可用到6个字节。   UTF-16:采用2字节,Unicode中不同部分的字符都同样基于 现有的标准。这是为了便于转换。从 0x0000到0x007F是ASCII字符,从0x0080到0x00FF是ISO-8859-1对ASCII的扩展。希腊字母表使用从0x0370到 0x03FF 的代码,斯拉夫语使用从0x0400到0x04FF的代码,美国使用从0x0530到0x058F的代码,希伯来语使用从0x0590到0x05FF的代 码。中国、日本和韩国的象形文字(总称为CJK)占用了从0x3000到0x9FFF的代码; 由于0x00在c语言及操作系统文件名等中有特殊意义,故很多情况下需要UTF-8编码保存文本,去掉这个0x00。举例如下: UTF-16: 0x0080 = 0000 0000 1000 0000 UTF-8:   0xC280 = 1100 0010 1000 0000 UTF-32:采用4字节。 优缺点: · UTF-8、UTF-16和UTF-32都可以表示有效编码空间 (U+000000-U+10FFFF) 内的所有Unicode字符。 · 使用UTF-8编码时ASCII字符只占1个字节,存储效率比较高,适用于拉丁字符较多的场合以节省空间。 ·对于大多数非拉丁字符(如中文和日文)来说,UTF-16所需存储空间最小,每个字符只占2个字节。 ·Windows NT内核是Unicode(UTF-16),采用UTF-16编码在调用系统API时无需转换,处理速度也比较快。 · 采用UTF-16和UTF-32会有Big Endian和Little Endian之分,而UTF-8则没有字节顺序问题,所以UTF-8适合传输和通信。 ·UTF-32采用4字节编码,一方面处理速度比较快,但另一方面也浪费了大量空间,影响传输速度,因而很少使用。   1.2按所表示的文字分类
语言 字符集 正式名称
英语、西欧语 ASCII,ISO-8859-1 MBCS 多字节
简体中文 GB2312 MBCS 多字节
繁体中文 BIG5 MBCS 多字节
简繁中文 GBK MBCS 多字节
中文、日文及朝鲜语 GB18030 MBCS 多字节
各国语言 UNICODE,UCS DBCS 宽字节
           

2. 如何判断字符集
2.1字节序 首先说一下字节序对编码的影响,字节序分为Big Endian字节序和Little Endian字节序。不同的处理器可能不一样。所以,传输时需要告诉处理器当时的编码字节序。对于前者而言,高位字节存在低地址,低字节存于高地址;后者相反。例如,0X03AB, Big Endian字节序是 0000: 0 3 0001: AB Little Endian字节序是 0000: AB 0001: 0 3   2.2编码识别 ·UNICODE 根据前几个字节可以判断UNICODE字符集的各种编码,叫做Byte Order Mask方法BOM: UTF-8: EFBBBF (符合UTF-8格式,请看上面。但没有含义在UCS即UNICODE中) UTF-16 Big Endian:FEFF (没有含义在UCS-2中) UTF-16 Little Endian:FFFE (没有含义在UCS-2中) UTF-32 Big Endian:0000FEFF (没有含义在UCS-4中) UTF-32 Little Endian:FFFE0000 (没有含义在UCS-4中) ·GB2312      高字节和低字节的第1位都是1。 ·BIG5,GBK&GB18030 高字节的第1位为1。操作系统有默认的编码,常为GBK,可以下载别的并升级。通过判断高字节的第1位从而知道是ASCII或者汉字编码。   3.编程:各字符集编码的读取 注意,下面的例子都会用到这个文件,读取这个文件。在Encodeing 选项中可以选择ASCII编码、UTF-8、UNICODE Big Endian、UNICODE Little Endian。其中,ASCII编码包括:ASCII、ISO-8859-1、GB2312、BIG5、GBK等在ASCII基础上扩展的编码。当选用 ASCII编码保存时,系统会调用默认的一种ASCII编码方式,一般的中文系统使用GB2312或GBK。可以通过更改控制面板中的语言选项更改。     3.1读取ASCII编码 选择ASCII编码保存文件,文件内容是:您好, Ye Ming! C++程序读取并显示如下: FILE *myfile=fopen("CharsetExample.txt","rb");             char a[100];             fgets(a,100,myfile);             printf("字节数=%d\n",strlen(a));             printf("16进制值=");             for(int i=0;i<strlen(a);i++)                         printf("%hhx\t",a[i]);             printf("\n字符串输出=%s\n",a);   结果输出: 字节数=13 16进制值=c4 fa ba c3 2c 59 65 20 4d 69 6e 67 21 字符串输出=您好,Ye Ming! 您=c4fa, 好=bac3,其它只占一个字节。printf函数发现字节的第1位是1时,会继续联合下一个字节按照默认的ASCII编码如GB2312显示汉字。   为了测试一下系统能否显示繁体中文字,将文本更改为:案與產品 保存为ASCII编码,然后运行程序。结果可以显示出来,说明系统用GBK或BIG5解码了。在控制面板把BIG5去掉,还能正常显示,说明系统默认的是GBK解码。 注解1:文本是按字节读,二进制是按逻辑单位读;这个例子用二进制读和用文本读的结果是一样的,因为逻辑单位char是1个字节的。   3.2读取UTF-8编码 选择UTF-8编码保存文件,文件内容是:您好, Ye Ming! C++程序读取并显示如下:             FILE *myfile=fopen("CharsetExample.txt","rb");             char a[100];             fgets(a,100,myfile);             printf("字节数=%d\n",strlen(a));             printf("16进制值=");             for(int i=0;i<strlen(a);i++)                         printf("%hhx\t",a[i]);             printf("\n字符串输出=%s\n",&a[3]);   结果输出: 字节数=18 16进制值=ef bb bfe6 82 a8 e5 a5 bd 2c 59 65 20 4d 69 6e 67 21 字符串输出=乱码,Beijing! 其中,ef bb bf 是UTF-8的头标识;您=e6 82 a8,好=e5 a5 bd。 其他是单字节的ASCII码。 输出字符串时要去掉前三个字节。但是,还是出现了乱码! 之所以出现乱码,是因为系统按默认的GB2312去解UTF-8的码,所以在库里找不到或找不对对应的汉字,所以出现3个乱码,因为按两两组合所以有3个乱码。   3.3读取UTF-16 Big Endian 选择UTF-8编码保存文件,文件内容是:您好, Ye Ming! C++程序读取并显示如下:   FILE *myfile=fopen("CharsetExample.txt","rb");             char a[100];             fgets(a,100,myfile);             printf("字节数=%d\n",strlen(a));             printf("16进制值=");             for(int i=0;i<strlen(a);i++)                         printf("%hhx\t",a[i]);             printf("\n字符串输出=%s\n",&a[2]); 结果输出: 字节数=6 16进制值=fe ff60 a8 59 7d 字符串输出=三个符号 其中,fe ff 是UTF-16 Big Endian的头标识;60是可以输出的,a859输出乱码,7d是可以输出的。输出字符串时要去掉前两个字节。   理论上字节数应该是2+11*2=24。可是,输出为什么只有6呢?在UTF-16中,每个字符都用两个字节表示,而ASCII符号只用一个字节,高位用0表示,所以,当遇到0后,strlen认为串结束了。这就是UTF-16的缺点,前面提到过。 将程序的一句更改后: for(int i=0;i<24;i++) 16进制值= fe ff 60 a8 59 7d 0 2c 0 59…… 同样,字符串仍然无法显示。   3.4读取UTF-16 Little Endian 文本文件用UTF-16 Little Endian编码时,其输出结果是: 16进制值= ff fe a8 60 7d 59 2c 0 59 0 ……   4.     编程:各字符集编码的显示 4.1直接显示 由于中文系统默认的编码是中文编码,一般是GBK。所以,ASCII编码的显示没有问题。但是,遇到UNICODE编码就会有问题了,如上面的例子,显示会出现乱码。 接下来本文介绍一种读取UNICODE文件并正确显示中文的方法。 4.1.1文件编码为UNICODE Big Endian 本件保存为UNICODE Big Endian,文本=您好, Ye Ming! ·       错误:按文本方式读 读文本程序如下: FILE *myfile;             wchar_t *name=L"CharsetExample.txt";             myfile=_wfopen(name,L"rt");             fseek(myfile,0,0);             wchar_t buffw[100];             fgetws(buffw,100,myfile);             printf("字节数=%d\n",wcslen(buffw));             printf("16进制值=");             for(int i=0;i<wcslen(buffw);i++)             printf("%hhx\t",buffw[i]); //设置本地化信息,.936是简体中文的Code Page。wcout需要依靠它决定将宽字符按什么编码显示             setlocale(LC_ALL, ".936");             printf("\n字符串输出=");    wcout<<buffw+1<<endl;          结果如下: 字节数=6 16进制值=fe ff60 a8 59 7d 字符串输出=’”Y} 文本是按UNICODE编码的,每个字符是两字节,ASCII字符高位用0代替。按文本方式打开文件读时,是按字节的读写,一个字节就存进了两个字节大小的结构wchar_t中。遇到0时,它认为文件已经结束,停止操作。 ·       正确:按二进制方式读 读文本程序如下:   将myfile=_wfopen(name,L"rt")改为myfile=_wfopen(name,L"rb"); 结果如下:  字节数=12 16进制值=fffea860 7d59 2c00 5900…. 字符串输出=乱码 这一次二进制结果是对的,但是,为什么还是乱码呢?问题出在wcout函数上,x86是按照Little Endian字节序处理数据的,它将2c00处理了而不是002c。我们看一下如果文本保存为UNICODE Little Endian, 会怎么样?   4.1.2文件编码为UNICODE Little Endian 本件保存为UNICODE Little Endian,文本=您好, Ye Ming! ·       错误:按文本方式读 基本同上,故略。 ·       正确:按二进制方式读   将myfile=_wfopen(name,L"rt")改为myfile=_wfopen(name,L"rb"); 结果如下: 字节数=12 16进制值=feff60a8 597d 2c 59…. 字符串输出=您好, Ye Ming! 输出正确,^_^。 4.1.3文件编码为UTF-8 对于UTF-8而言,UTF-8的编码其实不属于宽字符,它还是MBCS。wcout函数只能显示宽字符,不能够正确显示它的编码,所以输出为乱码或空。   4.2  编码转换后显示 4.2.1文件编码为UNICODE Big Endian 由于字节序的问题,需要转换成Little Endian 才能正确显示,因为x86系列用的是Little Endian。转换后,请用下面小节的方法显示。   4.2.2文件编码为UNICODE Little Endian 读文件程序如下:             FILE *myfile;             wchar_t *name=L"CharsetExample.txt";             myfile=_wfopen(name,L"rb");             fseek(myfile,0,0);             wchar_t buffw[100];             fgetws(buffw,100,myfile);             printf("字节数=%d\n",wcslen(buffw));             printf("16进制值=");             for(int i=0;i<wcslen(buffw);i++)                         printf("%hhx\t",buffw[i]); //宽字符转换成多字节,第一个参数是Code Page,windows定义了若干Code Page,用来处理不同语言编码的。CP_ACP是ASCII编码,这里主要是求出转换后的字节数。Buffw+1主要是去掉头标记feff。 UNICODEàASCII编码 int len = WideCharToMultiByte( CP_ACP, 0, buffw+1, wcslen(buffw+1), NULL, NULL, NULL, NULL );             LPSTR lpsz = new CHAR[len+1];             //下面才是真正的转换。 WideCharToMultiByte( CP_ACP, 0, buffw+1, wcslen(buffw+1), lpsz, len, NULL,NULL );             printf("%d",len);             lpsz[len]='\0';       printf("\n%s\n",lpsz);        结果如下:      字节数=12   16进制值=feff 60a8 597d 2c 59…. 字符串输出=您好, Ye Ming!      转换完后,系统函数printf会按照系统默认编码显示出来。   4.2.3文件编码为UTF-8 文件保存为UTF-8,有两种情况: ·       错误:按宽字符存取 程序如下: FILE *myfile;             wchar_t *name=L"CharsetExample.txt";             myfile=_wfopen(name,L"rb");             fseek(myfile,3,0);             wchar_t buffw[100];             fgetws(buffw,100,myfile);             printf("字节数=%d\n",wcslen(buffw));             printf("16进制值=");             for(int i=0;i<wcslen(buffw);i++)                         printf("%hhx\t",buffw[i]);             ……………. 结果如下: 字节数=7       16进制值=82e6 e5a8 bda5 592c 2065 694d 676e      可以看出,16进制值缺了21,这就是感叹号的ASCII值。当以fgetws读取文件时,21落单了,所以不能读进wchar_t。   ·       正确:按字节存取 程序如下: FILE *myfile;             wchar_t *name=L"CharsetExample.txt";             myfile=_wfopen(name,L"rb");             fseek(myfile,3,0);             char buff[100];             //取得所有UTF-8字节             fgets(buff,100,myfile);             printf("字节数=%d\n",strlen(buff));             printf("16进制值=");             for(int i=0;i<strlen(buff);i++)                         printf("%hhx\t",buff[i]);   第一步,UTF-8àUNICODE 由于从UTF-8不能直接转换为ASCII编码,必须以UNICODE为跳板;这里用到参数CP_UTF8,因为我们是将UTF-8转换为UNICODE,注意:WideChar在本函数中指的肯定是UNICODE。             int num=MultiByteToWideChar(CP_UTF8,NULL,buff,-1,NULL,NULL);             wchar_t *buffw2=new wchar_t[num];             MultiByteToWideChar(CP_UTF8,NULL,buff,-1,buffw2,num);   第二步,UNICODEàASCII编码            这个函数跟之前用过了。 int len = WideCharToMultiByte( CP_ACP, 0, buffw2, num, NULL, NULL, NULL, NULL );             LPSTR lpsz = new CHAR[len+1];             WideCharToMultiByte( CP_ACP, 0, buffw2, num, lpsz, len, NULL, NULL );             lpsz[len]='\0';             printf("\n字符串输出=");       printf("%s\n",lpsz);   结果如下: 字节数=15       16进制值=e6 82 a8 e5 a5 bd 2c 59 65 20 4d 69 6e 67 21       字符串输出=您好, Ye Ming! 结果正确,*_*。   4.3转换编码的另外一种方法 ·       mbstowcs           char *ccname="我们";             wchar_t * wwname=new wchar_t[2];             //依赖于Locale而不是Code Page             setlocale(LC_CTYPE,"chs");             mbstowcs(wwname,ccname,2);             wcout<<wwname<<endl;   ·wcstombs wchar_t *wname=L"叶明";             char * cname=new char[4];             setlocale(LC_TIME,"chs");             wcout<<wname<<endl;             wcstombs(cname,wname,4);             printf("%s\n",cname);   5.    思考字符集编码对软件的影响 请参考本人另外一篇文章:UNICODE编码对软件编程的影响。   6.   常用参数   ·       ASCII码参照表  
  •  Code Page 参数
    下面是部分的Code Page:        CP0 ASCII        CP932 Shift-JIS        CP936 GBK        CP950 Big5         CP20936 GB2312        CP65001 UTF-8        CP65000 UTF-7
  • Locale 参数
   由于国家和本地习惯的不同,在处理文字、日期、数字、货币格式等问题都会有所不同,Locale就是用来解决这个问题。 C语言的Locale定义,分为以下几类:      LC_ALL:代表所有的locale      LC_CTYPE:用来处理文字编码      LC_MESSAGES:信息的显示,你可能会在这样一个目录看到大量的mo文件      LC_TIME:时间格式      LC_NUMERIC:数字格式      LC_MONETARY:货币格式      LC_COLLATE:字母顺序和特殊字符的比较   其中比较重要的是:   字符编码LC_CTYPE和本地化的信息显示LC_MESSAGES 。   设置Locale举例如下:     setLocale(LC_ALL, "chs")   值可取下面值:     zh_CN.utf8     chs     Chinese-simplified     ZHI    .936

From:
http://blog.chinaunix.net/u2/70049/showart_1220273.html
http://blog.chinaunix.net/u2/70049/showart_1762215.html
http://hongqn.livejournal.com/4021.html
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