从 ASCII 到 UTF-8 : 大话编码（无心收获却获益颇多呀！）

从 ASCII 到 UTF-8 : 大话编码
话说当年,老美搞出了ASCII编码,用8个bit表示一个字符,
解决了计算机存储人类语言的问题.

要说当时那帮人真是有点小家子气,只顾解决英语,数字和一些简单符号
的存储问题,压根就没想过中文啊,拉丁文啊,藏文啊啥的怎么存储的问题.

随着计算机越来越普及,这个问题也就越来越尖锐了,总不能让全世界人民
都使用英语吧?于是,有这么两个组织,一个曰ISO,一个曰unicode组织,就开始
想办法了...

unicode想的办法比较简单,不是1个byte不够嘛?咱用两个byte存,大概够了吧?
这就是unicode 1.0 的实现.

要说人家ISO就是大气,也可能决策者们没过过几十K内存的苦日子,
大笔一挥,不就是1个byte不够吗?用4个byte够了吧?再用个几百年也够了吧?
这就是 ucs-4 的雏型.

随着一些稀奇古怪的文字需要并入unicode,unicode的决策者有点冒汗了,
咱有这么多稀奇古怪的字母呢? 要不再加点, 用 2byte + 4 bit 来存吧..
那4bit做为头,这下就又能表示很多奇怪的文字了....
这就是 unicode 2.0 的雏型

现在有了两套风格迥异的编码方式, 到底该用那个呢?
于是 unicode 组织 和 ISO 组织 达成了协议,就是你中有我,我中有你,
ucs-4 尽管有 32 bit 编码空间,只用 20 bit ,和 unicode 保持统一,unicode不作修改
这就是 ucs-4 和 unicode 2.0 了,狼狈为奸的结果

后来在 2000 年 8 月 ,unicode 的工作人员为了显得自己不是吃白食的,
就小小修改了一下 unicode 2.0 的文档,做为unicode 3.0 发布了.没加一个新字符啊!!!!!!
(实际上, 有大约12种当前语言 和 数十种古代语言,如雅玛语,古希腊B类线形文字,
古波斯碶型文字还没有得到支持)


至此,编码方案算是统一了,接下来,咬牙切齿骂街的就变成程序员们了.
程序员的愤怒是有道理的,比如输入一篇100字的英文文章,如果用ASCII
编码,仅需要 100 byte ,而如果出现了哪怕一个古怪的字符而不得不用ucs-4 ,
就需要 400 byte ! 这对早期的程序员来说简直是灾难...就算对带宽有限得今天,
这也是个很重要得问题..

于是IETF推出了 UTF- 8 和 UTF-16 两种解决方案 (utf32用的太少,忽略)

utf 8 实际上是最聪明的编码方式,简单说,规则有三条
(1) ASCII 编码不变, 用 1 个byte 表示
(2) 一个 byte 不够 ,就用两个 byte
(3)两个还不够,就用三个byte,什么?还不够?
不可能,3个byte已经超过unicode 的表示极限了..你是外星人吗?

它带来了如下两大好处:
(1)平台无关性,windows下用UTF-8写的小说,别人在unix下照样能看..
(2)有标记位,一个字读不出来,不影响其他字.

utf 16 则是给笨一点的程序员准备的,简单说,规则有两条
(1) unicode 1.0 中的字符完全照搬 ,用2个byte
(2) unicode 2.0 继续照搬,   需要用 20 bit 表示的字符,用 2byte + 4bit 处理.

这下带来的可不是一点两点的坏处,
(1)由于是变长,且不按计算机字长(8bit)来变长,所以用utf16编码的
东东的解码就和CPU,操作系统的处理方式相关了,不利于交流
(2)一些本来具有特殊意义的字符无法被计算机正常处理
(3)以上两条就可以判它死刑了...其他害处不一一列举,

但是utf16最省空间倒是真的.毕竟是紧凑编码的,没有大段大段的000000000出现....

实际上,IETF比较希望UTF-8成为事实标准(RFC2279),
而UTF-16,也就是卖ISO和unicode个面子,实现一下而已(RFC2781)


而现实中,由于UTF-8的优异性能,得到了广泛的认可和使用.
比如现在大红大紫的XML,在XML1.0第二版规范中明确指出,
当用户没有指定XML文档的 encoding 属性的时候,自动使用
UTF-8编解码
(尽管我强烈建议大家注明 encoding 属性)


OK,大话结束!各位可以把西红柿,鸡蛋啥的扔上来了



后记:
这几天在网上看到了几位朋友在问这几个概念,就
写了这个随笔解释一下目前编码技术的大概.实际上,
我认为在大多数情况下,编码对程序员都是透明的,
就算需要使用,各软件平台也各自实现了比较好的编解码
接口,所以不必太死扣技术细节.