从java string实例来理解ansi、unicode、bmp、utf等编码概念

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1、从JavaString实例来理解ANSI、Unicode、BMP、UTF等编码概念一、前言一切的谜都解开了！在写这篇随笔之前，我的心情只能用金田一每次破案后的这句台词来表达。其实从开始写Java代码以来，遇到过无数次乱码与转码问题，比如从文本文件读入到String出现乱码，JSP获取HTTP请求参数出现乱码等问题，由于这些问题很常见，遇到的时候随手百度一下一般都可以顺利解决。也曾尝试过去把概念理清楚，但网上众说纷纭，内容繁杂，又不愿意花精力去看标准文档，所以问题搁置了很久。前两天同学与我谈起一个Java源文件的编码问题（这问题在最

2、后一个实例分析），从这个问题入手拉扯出了一连串的问题，然后我们一边查资料一边讨论，直到深夜，终于在一篇博客中找到了关键性线索，解决了所有的疑惑，以前没有理解的语句都能解释清楚了。因此我决定用这篇随笔，记录我对一些编码问题的理解以及实验的结果。下面有些概念是我自己结合实际的理解，如果有误，请一定不吝指正。二、概念总结早期，互联网还没有发展起来，计算机仅用于处理一些本地的资料，所以很多国家和地区针对本土的语言设计了编码方案，这种与区域相关的编码统称为ANSI编码（因为都是对ANSI-ASCII码的扩展）。但是他们没有事先商量好怎么相互

3、兼容，而是自己搞自己的，这样就埋下了编码冲突的祸根，比如大陆使用的GB2312编码与台湾使用的Big5编码就有冲突，同样的两个字节，在两种编码方案里表示的是不同的字符，随着互联网的兴起，一个文档里经常会包含多种语言，计算机在显示的时候就遇到麻烦了，因为它不知道这两个字节到底属于哪种编码。这样的问题在世界上普遍存在，因此重新定义一个通用的字符集，为世界上所有字符进行统一编号的呼声不断高涨。由此Unicode码应运而生，它为世界上所有字符进行了统一编号，由于它可以唯一标识一个字符，所以字体也只需要针对Unicode码进行设计就行了。但

4、Unicode标准定义的是一个字符集，而没有规定编码方案，也就是说它仅仅定义了一个个抽象的数字与其对应的字符，而没有规定具体怎么存储一串Unicode数字，真正规定怎么存储的是UTF-8、UTF-16、UTF-32等方案，所以带有UTF开头的编码，都是可以直接通过计算和Unicode数值（CodePoint，代码点）进行转换的。顾名思义，UTF-8就是8位长度为基本单位编码，它是变长编码，用1~6个字节来编码一个字符（因为受Unicode范围的约束，所以实际最大只有4字节）；UTF-16是16位为基本单位编码，也是变长编码，要么2

5、个字节要么4个字节；UTF-32则是定长的，固定4字节存储一个Unicode数。其实我以前一直对Unicode有点误解，在我的印象中Unicode码最大只能到0xFFFF，也就是最多只能表示2^16个字符，在仔细看了维基百科之后才明白，早期的UCS-2编码方案确实是这样，UCS-2固定使用两个字节来编码一个字符，因此它只能编码BMP（基本多语言平面，即0x0000-0xFFFF，包含了世界上最常用的字符）范围内的字符。为了要编码Unicode大于0xFFFF的字符，人们对UCS-2编码进行了拓展，创造了UTF-16编码，它是变长的

6、，在BMP范围内，UTF-16与UCS-2完全一致，而BMP之外UTF-16则使用4个字节来存储。为了方便下面的描述，先交代一下代码单元（CodeUnit）的概念，某种编码的基本组成单位就叫代码单元，比如UTF-8的代码单元为1个字节，UTF-16的代码单元为2个字节，不好解释，但是很好理解。为了兼容各种语言以及更好的跨平台，JavaString保存的就是字符的Unicode码。它以前使用的是UCS-2编码方案来存储Unicode，后来发现BMP范围内的字符不够用了，但是出于内存消耗和兼容性的考虑，并没有升到UCS-4（即UTF-

7、32，固定4字节编码），而是采用了上面所说的UTF-16，char类型可看作其代码单元。这个做法导致了一些麻烦，如果所有字符都在BMP范围内还没事，若有BMP外的字符，就不再是一个代码单元对应一个字符了，length方法返回的是代码单元的个数，而不是字符的个数，charAt方法返回的自然也是一个代码单元而不是一个字符，遍历起来也变得麻烦，虽然提供了一些新的操作方法，总归还是不方便，而且还不能随机访问。此外，我发现Java在编译的时候还不会处理大于0xFFFF的Unicode字面量，所以如果你敲不出某个非BMP字符来，但是你知道它的

8、Unicode码，得用一个比较笨的方法来让String存储它：手动计算出该字符的UTF-16编码（四字节），把前两个字节和后两个字节各作为一个Unicode数，然后赋值给String，示例代码如下所示。1234567publicstaticvoid