UTF8并不算是一种电脑编码,而是一种储存和传送的格式,如前所述,每个Unicode/UCS字符都以 2或4个bytes来储存,看看以下的比较:

  以"I am Chinese"为例
   用ANSI储存:12 Bytes
   用Unicode/UCS2储存:24 Bytes + 2 Bytes(header)
   用UCS4储存:48 Bytes + 4 Bytes(header)

  以"我是中国人"为例
   用ANSI储存:10 Bytes
   用Unicode/UCS2储存:10 Bytes + 2 Bytes(header)
   用UCS4储存:20 Bytes + 4 Bytes(header)

  由此可见直接以Unicode/UCS的原始形式来储存是一种极大的浪费,而且也不利于互联网的传输(中文稍为合算一点^_^)。

  有见及此,Unicode/UCS的压缩形式--UTF8出现了,套用官方网站的首句话『UTF-8 stands for Unicode Transformation Format-8. It is an octet (8-bit) lossless encoding of Unicode characters.』,由于UTF也适用于编码UCS,故亦可称为『UCS transformation formats (UTF)』

  UTF8是以8bits即1Bytes为编码的最基本单位,当然也可以有基于16bits和32bits的形式,分别称为UTF16和UTF32,但目前用得不多,而UTF8则被广泛应用在文件储存和网络传输中。


编码原理

先看这个模板:

UCS-4 range (hex.) UTF-8 octet sequence (binary)
0000 0000-0000 007F 0xxxxxxx
0000 0080-0000 07FF 110xxxxx 10xxxxxx
0000 0800-0000 FFFF 1110xxxx 10xxxxxx 10xxxxxx

0001 0000-001F FFFF 11110xxx 10xxxxxx 10xxxxxx 10xxxxxx
0020 0000-03FF FFFF 111110xx 10xxxxxx 10xxxxxx 10xxxxxx 10xxxxxx
0400 0000-7FFF FFFF 1111110x 10xxxxxx … 10xxxxxx

编码步骤:
1) 首先确定需要多少个8bits(octets)
2) 按照上述模板填充每个octets的高位bits
3) 把字符的bits填充至x中,字符顺序:低位→高位,UTF8顺序:最后一个octet的最末位x→第一个octet最高位x
4) 解码的原理一样。

实例:(留意每个bit的颜色,粗体字为模板内容)

UCS-4 UTF-8
HEX BIN Bytes BIN HEX Bytes
0000 000A 00001010 4 00001010 0A 1
0000 0099 10011001 4 11000010 10011001 C2 99 2
0000 8D99 10001101 10011001 4 11101000 10110110 10011001 E8 B6 99 3

  不知大家看懂了没有,其实不懂也无所谓,反正又不用自己算,程式可以完全代劳。

  以UTF8格式储存的文件档首标识为EF BB BF。


效率

  从上述编码原理中得出的结论是:
   1.每个英文字母、数字所占的空间为1 Byte;
   2.泛欧语系、斯拉夫语字母占2 Bytes;
   3.汉字占3 Bytes。

  由此可见UTF8对英文来说是个非常诱人的方案,但对中文来说则不太合算,无论用ANSI还是 Unicode/UCS2来编码都只用2 Bytes,但用UTF8则需要3 Bytes。

  以下是一些统计资料,显示用UTF8来储存文件每个字符所需的平均字节:
   1.拉丁语系平均用1.1 Bytes;
   2.希腊文、俄文、阿拉伯文和希伯莱文平均用1.7 Bytes;
   3.其他大部份文字如中文、日文、韩文、Hindi(北印度语)用约3 Bytes;
   4.用超过4 Bytes的都是些非常少用的文字符号。


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