`
avery_leo
  • 浏览: 388300 次
  • 性别: Icon_minigender_1
  • 来自: 北京
社区版块
存档分类
最新评论

编码传说

    博客分类:
  • JAVA
阅读更多

   很久很久以前,有一群人,他们决定用8个可以开合的晶体管来组合成不同的状态,以表示世界上的万物。他们看到8个开关状态是好的,于是他们把这称为"字节"。
再后来,他们又做了一些可以处理这些字节的机器,机器开动了,可以用字节来组合出很多状态,状态开始变来变去。他们看到这样是好的,于是它们就这机器称为"计算机"。

开始计算机只在美国用。八位的字节一共可以组合出256(2的8次方)种不同的状态。
他们把其中的编号从0开始的32种状态分别规定了特殊的用途,一但终端、打印机遇上约定好的这些字节被传过来时,就要做一些约定的动作。遇上00x10, 终端就换行,遇上0x07, 终端就向人们嘟嘟叫,例如遇上0x1b, 打印机就打印反白的字,或者终端就用彩色显示字母。他们看到这样很好,于是就把这些0x20以下的字节状态称为"控制码"。
他们又把所有的空格、标点符号、数字、大小写字母分别用连续的字节状态表示,一直编到了第127号,这样计算机就可以用不同字节来存储英语的文字了。大家看到这样,都感觉很好,于是大家都把这个方案叫做 ANSI 的"Ascii"编码(American Standard Code for Information Interchange,美国信息互换标准代码)。当时世界上所有的计算机都用同样的ASCII方案来保存英文文字。
后来,就像建造巴比伦塔一样,世界各地的都开始使用计算机,但是很多国家用的不是英文,他们的字母里有许多是ASCII里没有的,为了可以在计算机保存他们的文字,他们决定采用127号之后的空位来表示这些新的字母、符号,还加入了很多画表格时需要用下到的横线、竖线、交叉等形状,一直把序号编到了最后一个状态255。从128到255这一页的字符集被称"扩展字符集"。从此之后,贪婪的人类再没有新的状态可以用了,美帝国主义可能没有想到还有第三世界国家的人们也希望可以用到计算机吧!
等中国人们得到计算机时,已经没有可以利用的字节状态来表示汉字,况且有6000多个常用汉字需要保存呢。但是这难不倒智慧的中国人民,我们不客气地把那些127号之后的奇异符号们直接取消掉, 规定:一个小于127的字符的意义与原来相同,但两个大于127的字符连在一起时,就表示一个汉字,前面的一个字节(他称之为高字节)从0xA1用到0xF7,后面一个字节(低字节)从0xA1到0xFE,这样我们就可以组合出大约7000多个简体汉字了。在这些编码里,我们还把数学符号、罗马希腊的字母、日文的假名们都编进去了,连在 ASCII 里本来就有的数字、标点、字母都统统重新编了两个字节长的编码,这就是常说的"全角"字符,而原来在127号以下的那些就叫"半角"字符了。
中国人民看到这样很不错,于是就把这种汉字方案叫做 "GB2312"。GB2312 是对 ASCII 的中文扩展。
但是中国的汉字太多了,我们很快就就发现有许多人的人名没有办法在这里打出来,特别是某些很会麻烦别人的国家领导人。于是我们不得不继续把 GB2312 没有用到的码位找出来老实不客气地用上。
后来还是不够用,于是干脆不再要求低字节一定是127号之后的内码,只要第一个字节是大于127就固定表示这是一个汉字的开始,不管后面跟的是不是扩展字符集里的内容。结果扩展之后的编码方案被称为 GBK 标准,GBK 包括了 GB2312 的所有内容,同时又增加了近20000个新的汉字(包括繁体字)和符号。
后来少数民族也要用电脑了,于是我们再扩展,又加了几千个新的少数民族的字,GBK 扩成了 GB18030。从此之后,中华民族的文化就可以在计算机时代中传承了。
中国的程序员们看到这一系列汉字编码的标准是好的,于是通称他们叫做 "DBCS"(Double Byte Charecter Set 双字节字符集)。在DBCS系列标准里,最大的特点是两字节长的汉字字符和一字节长的英文字符并存于同一套编码方案里,因此他们写的程序为了支持中文处理,必须要注意字串里的每一个字节的值,如果这个值是大于127的,那么就认为一个双字节字符集里的字符出现了。那时候凡是受过加持,会编程的计算机僧侣们都要每天念下面这个咒语数百遍:
"一个汉字算两个英文字符!一个汉字算两个英文字符……"

因为当时各个国家都像中国这样搞出一套自己的编码标准,结果互相之间谁也不懂谁的编码,谁也不支持别人的编码,连大陆和台湾这样只相隔了150海里,使用着同一种语言的兄弟地区,也分别采用了不同的 DBCS 编码方案——当时的中国人想让电脑显示汉字,就必须装上一个"汉字系统",专门用来处理汉字的显示、输入的问题,但是那个台湾的愚昧封建人士写的算命程序就必须加装另一套支持 BIG5 编码的什么"倚天汉字系统"才可以用,装错了字符系统,显示就会乱了套!这怎么办?而且世界民族之林中还有那些一时用不上电脑的穷苦人民,他们的文字又怎么办?
真是计算机的巴比伦塔命题啊!
正在这时,大天使加百列及时出现了——一个叫 ISO (国际标谁化组织)的国际组织决定着手解决这个问题。他们采用的方法很简单:废了所有的地区性编码方案,重新搞一个包括了地球上所有文化、所有字母和符号的编码!他们打算叫它"Universal Multiple-Octet Coded Character Set",简称 UCS, 俗称 "UNICODE"。
UNICODE 开始制订时,计算机的存储器容量极大地发展了,空间再也不成为问题了。于是 ISO 就直接规定必须用两个字节,也就是16位来统一表示所有的字符,对于ascii里的那些“半角”字符,UNICODE 包持其原编码不变,只是将其长度由原来的8位扩展为16位,而其他文化和语言的字符则全部重新统一编码。由于"半角"英文符号只需要用到低8位,所以其高8位永远是0,因此这种大气的方案在保存英文文本时会多浪费一倍的空间。
这时候,从旧社会里走过来的程序员开始发现一个奇怪的现象:他们的strlen函数靠不住了,一个汉字不再是相当于两个字符了,而是一个!是的,从 UNICODE 开始,无论是半角的英文字母,还是全角的汉字,它们都是统一的"一个字符"!同时,也都是统一的"两个字节",请注意"字符"和"字节"两个术语的不同,“字节”是一个8位的物理存贮单元,而“字符”则是一个文化相关的符号。在UNICODE 中,一个字符就是两个字节。一个汉字算两个英文字符的时代已经快过去了。
从前多种字符集存在时,那些做多语言软件的公司遇上过很大麻烦,他们为了在不同的国家销售同一套软件,就不得不在区域化软件时也加持那个双字节字符集咒语,不仅要处处小心不要搞错,还要把软件中的文字在不同的字符集中转来转去。UNICODE 对于他们来说是一个很好的一揽子解决方案,于是从 Windows NT 开始,MS 趁机把它们的操作系统改了一遍,把所有的核心代码都改成了用 UNICODE 方式工作的版本,从这时开始,WINDOWS 系统终于无需要加装各种本土语言系统,就可以显示全世界上所有文化的字符了。
但是,UNICODE 在制订时没有考虑与任何一种现有的编码方案保持兼容,这使得 GBK 与UNICODE 在汉字的内码编排上完全是不一样的,没有一种简单的算术方法可以把文本内容从UNICODE编码和另一种编码进行转换,这种转换必须通过查表来进行。
如前所述,UNICODE 是用两个字节来表示为一个字符,这就总共可以组合出65535不同的字符,这大概已经可以覆盖世界上所有文化的符号。如果还不够也没有关系,ISO已经准备了UCS-4方案,说简单了就是四个字节来表示一个字符,这样我们就可以组合出21亿个不同的字符出来(最高位有其他用途),这大概可以用到银河联邦成立那一天吧!

UNICODE 来到时,一起到来的还有计算机网络的兴起,UNICODE 如何在网络上传输也是一个必须考虑的问题,于是面向传输的众多 UTF(UCS Transfer Format)标准出现了,顾名思义,UTF8就是每次8个位传输数据,而UTF16就是每次16个位,只不过为了传输时的可靠性,从UNICODE到UTF时并不是直接的对应,而是要过一些算法和规则来转换。

从网上引来一段从UNICODE到UTF8的转换规则:

 

Unicode

UTF-8

0000 - 007F

0xxxxxxx

0080 - 07FF

110xxxxx 10xxxxxx

0800 - FFFF

1110xxxx 10xxxxxx 10xxxxxx

 

例如"汉"字的Unicode编码是6C49。6C49在0800-FFFF之间,所以要用3字节模板:1110xxxx 10xxxxxx 10xxxxxx。将6C49写成二进制是:0110 1100 0100 1001,将这个比特流按三字节模板的分段方法分为0110 110001 001001,依次代替模板中的x,得到:1110-0110 10-110001 10-001001,即E6 B1 89,这就是其UTF8的编码。

讲到这里,我们再顺便说说一个很著名的奇怪现象:当你在 windows 的记事本里新建一个文件,输入"联通"两个字之后,保存,关闭,然后再次打开,你会发现这两个字已经消失了,代之的是几个乱码!呵呵,有人说这就是联通之所以拼不过移动的原因。
其实这是因为GB2312编码与UTF8编码产生了编码冲撞的原因。
而当你新建一个文本文件时,记事本的编码默认是ANSI, 如果你在ANSI的编码输入汉字,那么他实际就是GB系列的编码方式,在这种编码下,"联通"的内码是:
c1 1100 0001
aa 1010 1010
cd 1100 1101
a8 1010 1000
注意到了吗?第一二个字节、第三四个字节的起始部分的都是"110"和"10",正好与UTF8规则里的两字节模板是一致的,于是再次打开记事本时,记事本就误认为这是一个UTF8编码的文件,让我们把第一个字节的110和第二个字节的10去掉,我们就得到了"00001 101010",再把各位对齐,补上前导的0,就得到了"0000 0000 0110 1010",不好意思,这是UNICODE的006A,也就是小写的字母"j",而之后的两字节用UTF8解码之后是0368,这个字符什么也不是。这就是只有"联通"两个字的文件没有办法在记事本里正常显示的原因。

而如果你在"联通"之后多输入几个字,其他的字的编码不见得又恰好是110和10开始的字节,这样再次打开时,记事本就不会坚持这是一个utf8编码的文件,而会用ANSI的方式解读之,这时乱码又不出现了。

受到过网络编程加持的计算机僧侣们都知道,在网络里传递信息时有一个很重要的问题,就是对于数据高低位的解读方式,一些计算机是采用低位先发送的方法,例如我们PC机采用的 INTEL 架构,这就叫little endian, 而另一些是采用高位先发送的方式, 这就叫big endian. 在网络中交换数据时,为了核对双方对于高低位的认识是否是一致的,采用了一种很简便的方法,就是在文本流的开始时向对方发送一个标志符——如果之后的文本是高位在位,那就发送"FEFF",反之,则发送"FFFE"。不信你可以用二进制方式打开一个UTF-X格式的文件,看看开头两个字节是不是这两个字节?

顺便提一下little endian和big endian这两个网络术语的来历: 在<<格列佛游记>>中, 小人国中由于争论吃鸡蛋应该从大头敲还是从小头敲而分成了不同派系, 还发生了战争, 连皇帝都被干掉了. 在计算机技术发展中, 不同体系的硬件之间的通信也因为大头在前还是小头在前产生了同样严重的问题, 因此技术专家里比较幽默的那部分人----那一绝大部分人----就采用了"endian"这个有强烈政治隐喻的术语.

好了,终于可以回答NICO的问题了,在数据库里,有n前缀的字串类型就是UNICODE类型,这种类型中,固定用两个字节来表示一个字符,无论这个字符是汉字还是英文字母,或是别的什么。

下面的例子应该可以说明unicode型和ansi型的字段的区别:
我们在任意类型的数据库中建一个表, 含有如下的字段.
  •  
    • nc nchar(10)
    • c char(10)
然后, 我们再试着向其中加入下面的记录:
  •  
    • "1234567890", "1234567890"
    • "一二三四五六七八九十","一二三四五六七八九十"
对于第一条记录, 两个字段都可以插入10个字符, 同时也都一个字符也多存不了.
但对于第二条记录, nc字段可以把从"一"到"十"的数据都保存进去, 而c字段只能保存到"五", 再多就会出错.
为什么? 因为在nchar字段里, 一个汉字一个字符, 10字符宽的字段就可以保存10个汉字. 而char字段里, 一个汉字算两个字符, 10字符宽的字段就只能保存5个汉字了.
分享到:
评论

相关推荐

    nrzi 编码,及其发展

    USB 对这个问题的解决办法,就是强制插 0,也就是传说中的 bit-stuffing。如果要传输的数据中有 7 个连续的 1,发送前就会在第 6 个 1 后面强制插入一个 0,让发送的信号强制出现翻转,从而强制接受者进行频率调整。...

    丝路传说客户端乱码补丁

    《丝路传说客户端乱码补丁》是一款针对游戏“丝路传说”客户端出现乱码问题而设计的修复工具。在深入理解这个补丁之前,我们需要先了解什么是乱码以及它为何会在游戏中出现。 乱码通常指的是在计算机系统中,由于...

    Oracle数据加密方法分析

    众所周知,MD5是目前应用最多的密码保护方法,该编码传说为不可逆加密编码(也就是说,永运无法倒算原码)。 使用MD5加密用户的操作密码,可以有效防止系统维护人员直接进入数据库时出现系统安全漏洞(直接使用...

    算法演示程序-哈夫曼编码-汉诺塔等

    汉诺塔是一种经典的递归问题,源自印度古老传说。游戏包含三个柱子和若干大小不一的盘子,目标是将所有盘子从初始柱子A移动到目标柱子C,每次移动只能将一个盘子从一个柱子放到另一个柱子上,并且任何时候大盘子都不...

    仙境传说(RO)私人服务器端源代码delphi

    "仙境传说(RO)私人服务器端源代码"和"Ïɾ³´«Ëµ(RO)˽ÈË·þÎñÆ÷¶ËÔ´´úÂë"是同名文件的不同编码形式,可能分别对应简体中文和繁体中文版本的源代码文件。这些源代码将包括处理客户端连接、...

    jsp使用URL编码传递中文参数问题.doc

    在JSP开发中,处理URL编码传递中文参数是常见的需求,尤其是在构建动态网页时。这个问题主要涉及到字符编码的转换,因为不同的编码标准可能导致乱码。以下是对这个主题的详细解释: 1. **URL编码**:URL(统一资源...

    c++编写传统游戏(类影子传说)

    在编码过程中,良好的代码组织和设计模式至关重要。我们可以采用工厂模式来创建不同类型的对象,单例模式来管理共享资源(如音频、图形设置),以及策略模式来实现游戏规则的变化。 测试也是游戏开发的关键环节。...

    PDF417编码以及解码程序(C代码)内有列子

    PDF417编码和解码是条形码技术中的一个重要组成部分,主要应用于物流、证件、库存管理等领域。这种编码方式由Symbol Technologies公司在1993年开发,它以"PDF417"命名,意为“Portable Data File”,417则来源于其每...

    河湟地区“除王蟒”传说的多元叙事与民众传承心理.pdf

    这种传承心理在民众的心中形成了一种特殊的编码,这种编码在民间传说的传播和接受过程中,成为了一种隐秘的符码,被用来诠释民众对于历史和英雄的认同。民众通过对传说的传承和重构,将英雄人物塑造为表达自己文化...

    最新仙镜传说服务器C语言源码.zip

    《最新仙镜传说服务器C语言源码》是一个与游戏开发密切相关的资源,它包含了用于构建一个服务器端系统的所有源代码,这些代码是用C语言编写的。C语言是一种底层编程语言,以其高效、灵活和对硬件的直接控制而闻名,...

    易语言超炫传说记事本源码

    通过深入学习这个源码,初学者不仅可以掌握易语言的基本语法和编程技巧,还能理解一个完整软件的开发流程,包括需求分析、设计、编码、测试等步骤。此外,"易语言入门教程"标签暗示了这个项目可能是教学性质的,因此...

    leetcode和coderbyte-Awesome-Coding-Exercise-Sites:用于在线编码练习的精选网站列表

    估计是传说中的妹妹吧? - 程序员可以向潜在雇主宣传自己的另一个地方。 - 另一个。 - 我遇到的第一个此类网站。 喜欢他们的网页设计。 - 主题集中在生物信息学上。 但它仍然是编程。 - 我很确定它和下面的不是同一...

    安卓Android源码——传说中的3D播放器.zip

    3. **多媒体编码格式**:源码可能涉及多种视频和音频编码格式的处理,例如H.264、VP9等,需要理解解码流程和格式转换。 4. **用户界面(UI)设计**:3D播放器的交互界面设计也是重要部分,可能包含了自定义视图、...

    Android 传说中的3D播放器

    此外,考虑到兼容性问题,播放器还需要支持不同的编码标准,如H.264、VP9等。 再者,为了实现良好的用户体验,3D播放器需要具备用户界面(UI)设计和交互设计。UI应该直观易用,允许用户轻松切换2D和3D模式,调整3D...

    oracle-secret:EncodeDecode塞尔达传说古老的Oracle和季节的Oracle的秘密

    编码/解码《塞尔达传说》,《 Oracle历代传说》和《 Oracle四季》的机密。 安装 $ npm install --save oracle-secret 用法 加载一个GameSecret import { GameSecret } from 'oracle-secret' ; const secret = ...

    传说中的编译原理最全答案

    前端通常使用巴科斯范式(BNF)或扩展巴科斯范式(EBNF)来描述语言的语法结构,而后端则涉及机器特定的指令集和编码策略。 7. **词法和语法定义**:正则表达式用于定义词法规则,而上下文无关文法(CFG)用于描述...

    传说中的WCF(10)的例子代码

    通过WCF,开发者可以轻松地定义服务接口,并选择合适的传输协议、绑定和编码来实现服务与客户端之间的通信。 2. **消息拦截** 在WCF中,消息拦截通常通过消息行为(Message Contract Inspectors)或行为扩展...

    传说中超越了算法导论的书

    - **5.2 Huffman编码**:讨论Huffman编码算法,这是一种用于数据压缩的有效编码方案。 - **5.3 Horn公式**:介绍Horn公式的概念及其在逻辑推理中的应用。 - **5.4 集合覆盖**:探讨集合覆盖问题,这是一个典型的...

Global site tag (gtag.js) - Google Analytics