常用字符编码转换

       不论是web开发或是移动开发，在不同场景总是需要用的编码的转换，之前一直没有去深入的研究其中的转换关系，今天抽空学习了下（字符编码介绍很多，我只是将之间的关系总结了下，具体介绍可自行wiki）。

       先介绍下几种主要的编码方式ASCII、Unicode、UTF-8、GBK、BASE64、URLEncode。

1. ASCII：美国信息交换标准代码，是基于拉丁字母的一套电脑编码系统，只能显示26个基本拉丁字母、阿拉伯数目字和英式标点符号，现在的软件系统大多采用Unicode。7位字符集，支持128个字符。
2. Unicode：固定长度2字节，16位字符集，最多支持2^16个字符。因为ASCII码只有7位，Unicode表示ASCII码，会用0补齐，会造成浪费所以又再次基础上扩展出了UTF-8等变长编码方案。
3. UTF-8：是一种针对Unicode的可变长度字符编码，也是一种前缀码。通过1-6个字节表示不同编码，非固定长度，通过编码前缀来区分不同编码。
   代码范围
   十六进制 标量值（scalar value）
   二进制 UTF-8
   二进制／十六进制 注释

   000000 - 00007F 128个代码	00000000 00000000 0zzzzzzz	0zzzzzzz(00-7F)	ASCII字符范围，字节由零开始
   七个z	七个z
   000080 - 0007FF 1920个代码	00000000 00000yyy yyzzzzzz	110yyyyy(C0-DF) 10zzzzzz(80-BF)	第一个字节由110开始，接着的字节由10开始
   三个y；二个y；六个z	五个y；六个z
   000800 - 00D7FF 00E000 - 00FFFF 61440个代码 [Note 1]	00000000 xxxxyyyy yyzzzzzz	1110xxxx(E0-EF) 10yyyyyy 10zzzzzz	第一个字节由1110开始，接着的字节由10开始
   四个x；四个y；二个y；六个z	四个x；六个y；六个z
   010000 - 10FFFF 1048576个代码	000wwwxx xxxxyyyy yyzzzzzz	11110www(F0-F7) 10xxxxxx 10yyyyyy 10zzzzzz	将由11110开始，接着的字节由10开始
   三个w；二个x；四个x；四个y；二个y；六个z	三个w；六个x；六个y；六个z

4. GBK:汉字内码扩展规范，这个就不多介绍了： GBK的编码范围 范围 第1字节 第2字节 编码数 字数 合计:     23,940 21,886
   
   

   水准 GBK/1	A1–A9	A1–FE	846	717
   水准 GBK/2	B0–F7	A1–FE	6,768	6,763
   水准 GBK/3	81–A0	40–FE (7F除外)	6,080	6,080
   水准 GBK/4	AA–FE	40–A0 (7F除外)	8,160	8,160
   水准 GBK/5	A8–A9	40–A0 (7F除外)	192	166
   用户定义	AA–AF	A1–FE	564
   用户定义	F8–FE	A1–FE	658
   用户定义	A1–A7	40–A0 (7F除外)	672

5. BASE64：ASCII、Unicode、UTF-8编码其实建立的是字符与字符编码的对应关系（即字符->字符编码），BASE64、URLEncode是建立在这些字符集上用于在一些特殊场景中的编码转换方案（字符编码->字符）。BASE64是一种基于64个可打印字符来表示二进制数据的表示方法。由于2的6次方等于64，所以每6个位元为一个单元，对应某个可打印字符。三个字节有24个位元，对应于4个Base64单元，即3个字节需要用4个可打印字符来表示。3byte的原始字符编码数据需要使用4个打印字符表示，64个打印字符包括大小写26个英文字母10个数字“+”、“/"、"="，因此经过base64编码后的数据长度约为原长度的4/3。
   

    

   Base64索引表：

   Value Char Value Char Value Char Value Char

   0	A	16	Q	32	g	48	w
   1	B	17	R	33	h	49	x
   2	C	18	S	34	i	50	y
   3	D	19	T	35	j	51	z
   4	E	20	U	36	k	52	0
   5	F	21	V	37	l	53	1
   6	G	22	W	38	m	54	2
   7	H	23	X	39	n	55	3
   8	I	24	Y	40	o	56	4
   9	J	25	Z	41	p	57	5
   10	K	26	a	42	q	58	6
   11	L	27	b	43	r	59	7
   12	M	28	c	44	s	60	8
   13	N	29	d	45	t	61	9
   14	O	30	e	46	u	62	+
   15	P	31	f	47	v	63	/

    

6. URLEncode:URL编码，是特定上下文的统一资源定位符 (URI)的编码机制，URI所允许的字符分作保留与未保留，保留字符具有特殊含义（ 例如：斜线字符用于URL (或者更一般的, URI)不同部分的分界），未保留字符没有这些特殊含义，URI中的其它字符必须用百分号编码。
   如果一个保留字符在特定上下文中具有特殊含义(称作"reserved purpose") , 且URI中必须使用该字符用于其它目的, 那么该字符必须百分号编码. 百分号编码一个保留字符，首先需要把该字符的ASCII的值表示为两个16进制的数字，然后在其前面放置转义字符("%")，置入URI中的相应位置。(对于非ASCII字符, 需要转换为UTF-8字节序, 然后每个字节按照上述方式表示.)
   RFC 3986 section 2.2 保留字符 (2005年1月)

   !

   *

   '

   (

   )

   ;

   :

   @

   &

   =

   +

   $

   ,

   /

   ?

   #

   [

   ]

   RFC 3986 section 2.3 未保留字符 (2005年1月)

   A

   B

   C

   D

   E

   F

   G

   H

   I

   J

   K

   L

   M

   N

   O

   P

   Q

   R

   S

   T

   U

   V

   W

   X

   Y

   Z

   a

   b

   c

   d

   e

   f

   g

   h

   i

   j

   k

   l

   m

   n

   o

   p

   q

   r

   s

   t

   u

   v

   w

   x

   y

   z

   0

   1

   2

   3

   4

   5

   6

   7

   8

   9

   -

   _

   .

   ~

给个简单的例子，看看编码间的转换：

“我”对应的uncode码（java和net中string存储字符使用的就是unicode，string toCharArray之后的字符的值即为unicode码值）：0110 0010 0001 0001 ，u6211

utf-8表示2个字节使用的标量值1110xxxx(E0-EF) 10yyyyyy 10zzzzzz（6z+6y+4x=2*8）,unicode的2进制码转换utf-8：1110 0110  100010 00 1001 0001，16进制码为0xE6 0x88 0x91
对上面的UTF-8编码结果进行Base64编码过程，拆分1110 0110  100010 00 1001 0001为111001、101000、100010、01000对应十进制数值57、40、34、17，码表中的字符5oiR，即对应的BASE64字符串。