【计算机基础】字符集与字符编码

在编程过程中，字符的编码问题不可避免。以Web应用为例，HTTP协议中报文头里的Accept-Charset、Accept-Encoding、Content-Encoding等就是字符编码的一种体现。当我们充分理解字符编码的原理后，我们就可以避免再看到诸如??OY}T??N*NuL?乱码的情况。

基本概念

编码：把一种信息格式转换为另一种信息格式。对与计算机而言，此过程是把我们自然世界里的字符、声频、音频等转换为二进制形式。
解码：编码的逆过程。
乱码：不能正确显示字符的现象，原因多是编码与解码所用的映射关系不匹配。
字符集：某一系统所有字符的集合。如：中文字符集包括汉字、汉字符号等。
字符编码：把字符集中的字符编码成指定集合中的对象。如Unicode编码、GB2312字符编码。通常，人们认为字符集和字符编码是同义词（因为特定的字符编码会有唯一的字符集与之对应）。

各国编码

了解了编码的基本概念之后，我们需要明确一下，各国是如何对本国字符进行编码的:
ASCII编码
由于计算机是西方国家产物。因此，在计算机被发明的很长时间内，都是使用一种叫ASCII码的东西对西方国家常用的字符进行编码。
ASCII使用一个字节存储字符，且第一位同一为0,实际只能表示128个字符。对应的码表可以在这个网站查看。
各国独立编码
虽然ASCII对于美国等西方国家使用时勉强足够，但是对非英语系的国家而言，其字符远远不知128个，因此，各国纷纷拟定能够容纳本国字符的编码。比方中国的GB2312编码、日本的ISO2022编码。
Unicode编码
各国使用各自的编码，在本国使用当然不会有问题。如果编码的对象需要在互联网上传输、共享，还是会有乱码的发生。因此，一个怀着「把世界上所有的字符都用同一编码」伟大梦想的，统一码联盟诞生了。这个联盟拟定的编码方式如：UTF-32（使用4个字节存储一个字符）;UTF-16（使用2个字节存储一个字符）;UTF-8（使用1-4个字节变长编码）等实现。
UTF-8编码
我们知道UTF-8编码只是Unicode编码的一种实现，但在编程中，UTF-8也是最经常使用的。因此，这里简单介绍一下UTF-8的编码策略。
对于UTF-8编码的字符，第一个字节里的高x位1表示该字符用x位字节编码；接下来的x位前两位必是10。下面的表格简单模拟了UTF-8编码过程：

码点位数	码点起值	码点终值	字节序列	Byte1	Byte2	Byte3	Byte4	Byte5	Byte6
7	U+0000	U+007F	1	0xxxxxxx	NULL	NULL	NULL	NULL	NULL
11	U+0080	U+07FF	2	110xxxxx	10xxxxxx	NULL	NULL	NULL	NULL
16	U+0080	U+FFFF	3	1110xxxx	10xxxxxx	10xxxxxx	NULL	NULL	NULL
21	U+10000	U+1FFFFF	4	11110xxx	10xxxxx	10xxxxxx	10xxxxxx	NULL	NULL
26	U+200000	U+3FFFFFF	5	111110xx	10xxxxxx	10xxxxxx	10xxxxxx	10xxxxxx	NULL
31	U+4000000	U+7FFFFFFF	6	1111110x	10xxxxxx	10xxxxxx	10xxxxxx	10xxxxxx	10xxxxxx

由上面的表格可以看出，当高1位为0时，UTF-8编码和ASCII编码一致。

编码应用

在JEE开发过程中，假定有如下JSP页面:

<%@ page pageEncoding="UTF-8" contentType="text/html;charset=UTF-8"%>
<%
    out.print("中国");
%>

在这里:

• pageEncoding：JSP转换成Servlet时使用的编码

• contentType：获取printWriter时，使用的编码

两者使用的映射一样，不会出现乱码。

参考文献

维基百科|字符编码
维基百科|UTF-8