为什么要采用UTF-8编码,UTF-8编码有什么好处?

时间:2023-01-06 00:03:26

什么是UTF8
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:

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。

UTF8的好处:

数据表现:网页可以显示任何语言和文字,只要你的操作系统支持unicode,还有相应的字体,Linux下系统编码为utf8的话,可以解决很多无谓的中文问题,比如mp3播放器或者gtk2.
数据交换:无需那些gb2312和big5之间的转换程序了.
php里著名的"許功蓋"问题,smarty的问题,都可以很好的解决,这方面的以后扩展来介绍:



UTF8的坏处:

用的中文网站还不多,不利于数据交流.
汉字为三个字符,有时varchar不大够用.

不过总体来说还是利大于弊,所以一直用吧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^_^)。