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字符编码发展历史

news 来源：原创 2025/7/16 18:05:11

文章目录

  • 发展历史
    • - ASCII
    • - ISO-8859
    • - Unicode
      • - UTF系列
        • - UTF-8
        • - UTF-16
        • - UTF-32
    • - 中文编码
      • - GB2312
      • - GBK
      • - GB18030
    • - 其他编码
  • 归纳总结

发展历史

计算机的基础是二进制数字（0和1）。虽然人类日常使用的是各种字符（如字母、数字、符号等），但计算机只能处理数字。因此，为了让计算机能够“理解”字符，我们需要将字符转换成数字——这就是字符编码的核心目的。

- ASCII

ASCII（美国标准信息交换代码）（1963）是最早的字符编码之一。在计算机发展的早期，字符编码主要是为英文字符服务的。

特点：

  • 字符集范围：使用 7 位（共128 个字符）来表示英文字符、数字、标点符号以及一些控制字符（如换行符、回车符等）。
  • 编码长度：每个字符使用 1 个字节（8 位），但有效字符集仅使用前 7 位（0-127），剩下的第 8 位通常是用来校验的或用于扩展。
  • 局限性：只支持英文字符和基本符号，不支持其他语言字符（如汉字、日文、阿拉伯文等）。
  • 应用场景：适用于英文文本的存储和传输，最早在计算机和通信中广泛使用。

- ISO-8859

随着全球化进程的推进，ASCII 的局限性逐渐显现。为了支持更多的语言，出现了以 ISO-8859（International Organization for Standardization 8859）系列为代表的扩展ASCII的字符编码。

ISO-8859 是一个字符集标准，用于不同语言和地区的文本表示，特别是西欧语言。最常用的是 ISO-8859-1（又称Latin-1）（1987），它支持大部分西欧语言的字符。

ISO-8859-1特点：

  • 字符集范围：支持 256 个字符（0-255），包括拉丁字母（适用于西欧语言），以及一些特殊符号、标点和控制字符。
  • 编码长度：每个字符使用 1 个字节（8 位），最大支持 256 个字符。
  • 局限性：每个标准只支持特定语言或区域的字符集。例如，ISO-8859-2 用于中欧语言，ISO-8859-5 用于西里尔字母等。
  • 应用场景：适用于拉丁字母语言（西欧、南欧语言等）的文档和文件传输。

随着对其他语言的需求，ISO-8859 标准不断扩展，出现了其他版本：

  • ISO-8859-2（支持中欧语言）
  • ISO-8859-5（支持斯拉夫语言）
  • ISO-8859-7（支持希腊语）

这些ISO-8859扩展方案虽然支持了多种语言，但每种标准仅适用于某些特定语言或区域，造成了多种字符集并存，导致跨语言、跨平台的数据交换问题。

- Unicode

随着计算机全球化使用的普及，尤其是跨语言、跨平台的数据交换需求，Unicode 应运而生。

Unicode（1991）是一个旨在为全球所有语言提供统一字符编码的标准，为世界上几乎所有的书写系统分配一个唯一的数字编码，使得在计算机中能够支持多种语言并避免乱码问题。

Unicode 最初提出的目的是要为所有语言中的字符（包括汉字、阿拉伯字母、日文假名等）提供一个统一的编码方案。Unicode 采用了更大的编码空间，能够表示超过 10 万个字符。Unicode字符集标准包含了多种编码格式，如 UTF-8、UTF-16 和 UTF-32。

特点：

  • 字符集范围：Unicode 支持几乎所有已知的字符，包括拉丁字母、汉字、日文假名、阿拉伯文、表情符号等，总数达到数万个字符，并兼容ASCII。
  • 编码长度：每个字符可以使用不同的字节长度（可变长度编码），包括 1、2、3 或 4 字节。
  • Unicode 代码点：每个字符在 Unicode 中有一个唯一的编号（代码点），例如，字母 “A” 的 Unicode 代码点是 U+0041，汉字 “中” 的 Unicode 代码点是 U+4E2D。
  • 应用场景：Unicode 被广泛应用于现代操作系统、编程语言、数据库、网页、文件传输等，尤其是在多语言环境中。

注意：

  • Unicode是一种字符集标准，Unicode并不是一个具体的编码方式
  • UTF-8、UTF-16 和 UTF-32等是实现了Unicode字符编码标准的具体编码方式

- UTF系列

Unicode 通过不同的编码方式来实现字符的存储与传输，其中最常见的是UTF（Unicode Transformation Format）系列的 UTF-8、UTF-16 和 UTF-32。这些编码方式在存储效率、内存占用和兼容性上有所不同。

- UTF-8

UTF-8（8-bit Unicode Transformation Format），是一种可变长度的 Unicode 编码方式，它将 Unicode 代码点转换为 1 到 4 个字节的字节序列。对于英文字符，它只使用 1 个字节，与 ASCII 兼容。UTF-8 是 Web 上最常用的字符编码方式，尤其适用于需要节省存储空间的应用。

特点：

  • 字符集范围：UTF-8 能够表示所有 Unicode 字符，包括所有的语言字符、表情符号等。
  • 编码长度：UTF-8 使用 1 到 4 个字节来表示一个字符：
    • 对于 ASCII 字符（0-127），使用 1 字节。
    • 对于其他字符，使用 2 到 4 字节。
  • 兼容性：UTF-8 与 ASCII 向后兼容，即 ASCII 字符在 UTF-8 中占用 1 字节。
  • 优点：
    • 节省空间：对于英语等 ASCII 字符，UTF-8 仅使用 1 字节。
    • 兼容性好：在现有的 ASCII 系统中可以无缝使用 UTF-8。
    • 无字节顺序标记（BOM）：UTF-8 不需要字节顺序标记，便于跨平台使用。
  • 应用场景：UTF-8 是 Web、数据库、编程语言（如 Python、JavaScript 等）和跨平台文件存储的标准编码格式。
- UTF-16

UTF-16（16-bit Unicode Transformation Format），是另一种 Unicode 编码方式，使用 2 个字节（16 位）表示大部分字符，但对于超出基本多语言平面（BMP）的字符（如一些表情符号），需要使用 4 个字节（2 个 16 位单元）。

特点：

  • 字符集范围：UTF-16 能够表示所有 Unicode 字符，基本字符使用 2 字节表示，超出 BMP 的字符使用 4 字节（2 个 16 位单元）。
  • 编码长度：常用字符（BMP 范围内的）占 2 字节，而一些稀有字符（如表情符号、某些古文字等）占 4 字节。
  • 字节顺序：UTF-16 编码会出现字节顺序问题（大端或小端），因此有时需要使用字节顺序标记（BOM）来指示字节顺序。
  • 应用场景：Windows 操作系统中的文本编码、一些编程语言和数据库（如 Java 和 .NET）中也使用 UTF-16。
- UTF-32

UTF-32（32-bit Unicode Transformation Format）是 Unicode 的一种固定长度编码方式，使用 4 字节（32 位）表示所有字符。

每个字符都使用 4 个字节来表示，虽然存储空间较大，但其优势在于能够直接访问每个字符，而无需处理可变长度问题。适合需要快速处理字符的应用，但在存储和传输时不如 UTF-8 高效。

特点：

  • 字符集范围：UTF-32 可以表示所有 Unicode 字符，每个字符占用 4 字节。
  • 编码长度：所有字符都使用固定的 4 字节表示，因此不需要计算字符的字节数。
  • 字节顺序：UTF-32 也可能会遇到字节顺序问题，因此也可能需要字节顺序标记（BOM）。
  • 应用场景：UTF-32 在某些需要快速处理字符的应用中有优势，因为它是固定长度的。常用于内部处理或程序中，但由于存储空间的占用较大，一般不用于文本传输或存储。

- 中文编码

由于中文字符集的复杂性，Unicode 出现之前，中国曾经有自己的一套字符编码标准，GB系列 。

在 Unicode 的推广过程中，虽然 GB2312、GBK 和 GB18030 在中国大陆仍有广泛使用，但 Unicode 已成为全球标准，UTF-8 编码成为 Web 和大多数操作系统的默认编码。

- GB2312

GB2312（1980）是中国早期的字符编码标准，主要用于简体中文，支持约 7,000 个字符。但它无法涵盖所有的汉字，特别是一些生僻字。

特点：

  • 字符集范围：GB2312 包含 6763 个字符，其中包括汉字、常用符号、标点符号等，并兼容ASCII。
  • 编码长度：GB2312 使用 2 字节表示一个字符，包含了常用的简体字。
  • 局限性：GB2312 只包含简体中文字符，不包括繁体字和一些少数民族语言字符。
  • 应用场景：GB2312 在早期的中文操作系统和应用中广泛使用，但在 Unicode 和 GBK 出现后，逐渐被淘汰。

- GBK

GBK（1995） 是 GB2312 的扩展，支持更多的汉字（约 21,000 个字符），涵盖了简体中文和繁体中文，并向 Unicode 进行了部分兼容。

特点：

  • 字符集范围：GBK 支持大约 21,000 个字符，除了简体字，还包括大量的繁体字和一些少数民族语言字符。
  • 编码长度：GBK 使用 2 字节表示字符，兼容 GB2312 和其他汉字字符。
  • 局限性：虽然它能表示更多的汉字，但并不完全支持 Unicode 中所有字符，尤其是一些符号和表情符号。
  • 应用场景：GBK 在中文操作系统、中文网站和一些老旧的应用程序中仍然有广泛使用。

- GB18030

GB18030（2000）是中国的最新国家标准，能够表示简体和繁体中文的所有常用字符，并兼容 GB2312、GBK 和 Unicode。它也支持了更多的符号和少数民族语言的字符。

特点：

  • 字符集范围：GB18030 支持超过 70,000 个字符，几乎包括了所有中文字符，并兼容 Unicode。
  • 编码长度：GB18030 支持 1 到 4 字节编码，用于表示不同范围的字符。
  • 兼容性：GB18030 完全兼容GB2312、GBK 和 Unicode，它能够表示几乎所有的汉字和一些少数民族语言字符。GB18030 标准自 2000 年发布以来，成为了中国国家标准，并且被要求在中国的操作系统和软件中作为默认编码方式。
  • 字节长度：GB18030 是一种可变长度编码，字符使用 1 到 4 字节表示。大多数常见的汉字会使用 2 或 4 字节表示。
  • 应用场景：GB18030 是中国政府规定的标准，广泛应用于中国的操作系统、软件以及文档中，尤其是对于中文字符集的全面支持，使得它在很多场合取代了 GB2312 和 GBK。它也被要求在一些政府和行业规范中使用，特别是用于电子政务、网络应用以及需要广泛支持的中文文本处理的场景。

- 其他编码

除了 ISO-8859 和 GB 系列，其他国家和地区也有自己独特的字符编码标准：

  • Shift-JIS：日本的字符编码标准，兼容 ASCII 并能表示日文字符。
  • EUC-JP：另一种日文字符编码标准，广泛用于 Linux 和 Unix 系统。
  • KOI8-R：俄罗斯的字符编码标准，用于表示俄文字符。

这些编码标准在各自的地区有着广泛应用，但随着 Unicode 的普及，它们逐渐被淘汰或转向 Unicode 编码的支持。

归纳总结

  • ASCII：早期字符编码，专门为英文字符设计，支持128个字符。
  • ISO-8859 系列：为了支持更多西欧语言，扩展了 ASCII 编码。
  • Unicode 的出现：为了解决全球语言字符表示的统一问题，提出了 Unicode 标准，支持世界上几乎所有语言的字符。UTF-8、UTF-16、UTF-32是Unicode标准的具体编码方式
  • 中文编码标准：GB2312、GBK、GB18030 是中国特有的编码标准，但Unicode已逐渐取代它们成为国际标准。

随着全球化进程的推进，Unicode标准的UTF-8成为了国际数据交换的主流编码方式，解决了多语言混杂的字符集问题，极大地促进了计算机的全球互联互通。

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编程日记 2025/7/14 21:26:52

CSS系列（2）-- 盒模型精解

前端技术探索系列&#xff1a;CSS 盒模型精解 &#x1f4e6; 致读者&#xff1a;深入理解盒模型的本质 &#x1f44b; 前端开发者们&#xff0c; 今天我们将深入探讨 CSS 盒模型&#xff0c;这是构建网页布局的核心概念。通过本文&#xff0c;你将全面理解盒模型的工作原理及…...

编程日记 2025/7/9 23:08:14

Matlab在信号处理领域有哪些典型的设计实例？

以下是Matlab在信号处理领域的一些典型设计实例&#xff1a; 一、信号生成与频谱分析 正弦信号生成与频谱分析 - 题目&#xff1a;生成一个频率为 f 10 H z f 10Hz f10Hz&#xff0c;采样频率为 f s 100 H z f_s100Hz fs​100Hz&#xff0c;时长为 T 5 s T 5s T5s的正弦…...

编程日记 2025/7/15 1:12:52

frida(objection)中x.ts到x.py封装路径

objection run "android hooking list classes" 基于sensepost/objection.git/1.11.0 sensepost/objection.git/e7eb1 简版路径: android hooking list classes --> show_android_classes --> android_hooking_get_classes androidHookingGetClasses --&g…...

编程日记 2025/7/14 12:15:14

python学习笔记—1—基础环境配置和字面量

1. 字面量 在代码中被写下来的固定值称为字面量 &#xff08;1&#xff09;整数字面量 666 &#xff08;2&#xff09;浮点字面量 6.66 &#xff08;3&#xff09;字符串字面量 "supercarrydoinb" 2. python中的数据类型 3. 打印字面量 print("666") …...

编程日记 2025/7/15 17:44:50

【Windows11系统局域网共享文件数据】

【Windows11系统局域网共享文件数据】 1. 引言1. 规划网络2. 获取必要的硬件3. 设置网络4. 配置网络设备5. 测试网络连接6. 安全性和维护7. 扩展和优化 2. 准备工作2.1: 启用网络发现和文件共享2.2: 设置共享文件夹 3. 访问共享文件夹4. 小贴士5. 总结 1. 引言 随着家庭和小型办…...

编程日记 2025/7/11 20:04:24

包管理器npm, cnpm, yarn 和 pnpm 的命令

npm (Node Package Manager) 安装与更新 npm install 或 npm i&#xff1a; 安装项目依赖&#xff1a;根据 package.json 文件安装所有列出的依赖。参数&#xff1a; -S, --save&#xff1a;保存到 dependencies&#xff08;默认行为&#xff09;。-D, --save-dev&#xff1a;…...

编程日记 2025/7/14 18:06:34

MATLAB 最小二乘平面拟合（90）

MATLAB 最小二乘平面拟合（90） 一、算法介绍二、算法实现1.代码2.结果：一、算法介绍 平面方程： ax+by+cz+d = 0 执行任务：读取一组点云（这里用自定义生成的平面模拟点云代替，在其中添加了噪声来模拟真实的数据），使用最小二乘拟合平面，来输出平面参数，并可视化显示拟…...

编程日记 2025/7/16 17:34:44

kubesphere服务报错 页面无法登陆

kubesphere的页面无法访问 查看pod服务&#xff0c;发现ks-apiserver的pod一直在重启 在所在node节点&#xff0c;执行dmesg -T 发现内存溢出 修改deploy的memory的配置 原本的request memory的值为100M 调整为2G 修改之后&#xff0c;服务正常启动&#xff0c;页面访问正常…...

编程日记 2025/7/3 23:00:17

filezilla连接不上虚拟机的解决方案

现象 解决过程 虚拟机终端输入ip addr 输出&#xff1a; 1: lo: <LOOPBACK,UP,LOWER_UP> mtu 65536 qdisc noqueue state UNKNOWN group default qlen 1000 link/loopback 00:00:00:00:00:00 brd 00:00:00:00:00:00 inet 127.0.0.1/8 scope host lo valid_lft forever p…...

编程日记 2025/7/15 11:50:05

番茄钟与Todo List：用Go构建高效的时间管理工具

引言 在当今快节奏的世界中&#xff0c;时间管理和任务组织变得越来越重要。为了帮助用户提高效率&#xff0c;我开发了一个基于Golang的开源项目&#xff0c;基于fyne的ui&#xff0c;它结合了经典的番茄工作法&#xff08;Pomodoro Technique&#xff09;和功能丰富的待办事…...

编程日记 2025/7/13 1:18:20