# Unicode是什么?

Unicode源于一个很简单的想法:将全世界所有的字符包含在一个集合里,计算机只要支持这一个字符集,就能显示所有的字符,再也不会有乱码了

unicode

它从0开始,为每个符号指定一个编号,这叫做"码点"(code point)。比如码点0的符号就是null(表示所有二进制都是0)

U+0000 = null

上式中,U+表示紧跟在后面的十六进制树是Unicode的码点

Unicode编号规则

目前Unicode的最新版本是7.0版,一共收入了109449个符号,其中的中日韩文字为74500个。可以近似认为,全世界现有的符号当中,三分之二以上来自东亚文字。比如:中文"好"的码点是十六进制的597D

"好".charCodeAt(0).toString(16) // 597D

U+597D =

这么多符号,Unicode不是一次性定义的,而是分区定义。每个区可以存放65526个(216)字符,称为一个平面(plane)。目前,一共有17个(25)平面(目前只定义了17个,其他都没用使用),也就说,整个Unicode字符集的大小现在是221

最前面的65536个字符位,称为基本平面(缩写BMP),它的码点范围是从0一直到216 - 1,写成16进制就是从U+0000到U+FFFF.所以最常见的字符都放在这个平面,这是Unicode最先定义和公布的一个平面

剩下的字符都放在辅助平面(缩写SMP),码点范围从U+010000一直到U+10FFFF;

码点规则

# UTF-32与UTF-8

Unicode只规定了每个字符的码点,到是用什么样的字节序表示这个码点,就涉及到编码方法

最直观的编码方法是,每个码点使用四个字节表示,字节内容一一对应码点。这种编码方法就叫做UTF-32。比如,码点0就用四个字节的0表示,码点597D就在前面加两个字节0

U+0000 = 0x0000 0000
U+597D = 0x0000 597D

UTF-32编码

UTF-32的有点在于,转换规则简单直观,查找效率高。缺点在于浪费空间,同样的内容的英语文本,它会比ASII编码大四倍。这缺点很致命,导致实际上没有人使用这种编码,HTML5标准就明文规定,网页不得编码成UTF-32

我们需要一种节省空间的表示法

人们真正需要的是一种节省空间的编码方法,这导致了UTF-8的诞生。UTF-8是一种变长的编码方法,字符长度从1个字节到4个字节不等。越是常用的字符,字节越短,最前面的128个字符,只使用1个字节表示,与ASCII码完全相同。

编码范围 字节
0x0000 - 0x007F 1
0x0080 - 0x07FF 2
0x0800 - 0xFFFF 3
0x010000 - 0x10FFFF 4

由于UTF-8这种节省空间的特性,导致它成为互联网上最常见的网页编码。不过,它跟今天的主题关系不大,我就不深入了,具体的转码方法,可以参考我多年前写的《字符编码笔记》 (opens new window)

# UTF-16简介

UTF-16编码介于UTF-32与UTF-8之间,同时结合了定长和变长两种编码方法的特点。

它的编码规则很简单:基本平面的字符占用2个字节,辅助平面的字符占用4个字节。也就是说,UTF-16的编码长度要么是2个字节(U+0000到U+FFFF),要么是4个字节(U+010000到U+10FFFF)。

UTF-16

于是就有一个问题,当我们遇到两个个字节,怎么看出它本身是一个字符,还是需要跟其他两个字节放在一起解读??

说来很巧妙,我也不知道是不是故意的设计,在基本平面内,从U+D800到U+DFFF是一个空段,即这些码点不对应任何字符。因此,这个空段可以用来映射辅助平面的字符。

具体来说,辅助平面的字符位共有220个,也就是说,对应这些字符至少需要20个为二进制位。UTF-16将这20位拆成两半,前10位映射在U+D800到U+DBFF(空间大小210),称为高位(H),后10位映射在U+DC00到U+DFFF(空间大小210),称为低位(L)。这意味着,一个辅助平面的字符,被拆成两个基本平面的字符表示。

UTF-16编码规则

所以,当我们遇到两个字节,发现它的码点在U+D800到U+DBFFF之间,就可以断定,紧跟在后面的两个字节的码点,应该在U+DCOO到U+DFFF之间,这四个字节必须放在一起解读

# UTF-16的转码公式

Unicode码点转成UTF-16的时候,首先要区分是基本平面字符,还是辅助平面字符。如果是前者,直接将码点转为对应的十六进制形式,长度为两字节。

U+597D = 0x597d

# JavaScript使用哪一种编码---UCS-2

# UCS-2编码

# JavaScript的诞生背景

# JavaScript字符函数的局限

《span style="color: red">由于JavaScript只能处理UCS-2编码,造成所有字符在这门语言中都是2个字节,如果是4个字节的字符,会当作两个双字节的字符处理。JavaScript的字符函数都受到这一点的影响,无法返回正确结果。

js编码局限

还是以字符亖为例,它的UTF-16编码是4个字节的oxD834 DF06,问题就来了,4个字节的编码不属于UCS-2,JavaScript不认识,只会把它看作单独的两个字符U+D834和U+DF06。前面说过,这两个码点是空的,所以JavaScript会认为是两个空字符组成的字符串! 亖

上面代码表示,JavaScript认为字符的长度是2,取到的第一个字符是空字符,取到的第一个字符的码点是0xDB34。这些结果都不正确!

亖

解决这个问题,必须对码点做一个判断,然后手动调整。下面是正确的遍历字符串的写法

while(++index < length) {
    // ...
    if (charCode >= 0xD800 && charCode <= 0xDBFF) {
        output.push(character + string.charAt(++index));
    } else {
        output.push(character);
    }
}

上面代码表示,遍历字符串的时候,必须对码点做一个判断,只要落在只要落在0xD800到0xDBFF的区间,就要连同后面2个字节一起读取。

类似的问题存在于所有的JavaScript字符操作函数。

String.prototype.replace();
String.prototype.substring();
String.prototype.slice();
//...

# ECMAScript 6

ES6 JavaScript的下一个版本ECMAScript 6(简称ES6),大幅增强了Unicode支持,基本上解决了这个问题。

  • 1.正确识别字符

    ES6可以自动识别4字节的码点。因此,遍历字符串就简单多了。

    for(let s of string) {
        // ...
    }
    

    但是,为了保持兼容,length属性还是原来的行为方式。为了得到字符串的正确长度,可以用下面的方式

    Array.from(string).length;
    
  • 2.码点表示法

    JavaScript允许直接用码点表示Unicode字符,写法是"反斜杠+u+码点"。

    '好' === '\u597D' // true
    

    但是,这种表示法对4字节的码点无效。ES6修正了这个问题,只要将码点放在大括号内,就能正确识别。 Unicode字符表示法

  • 3.字符串处理函数

    ES6新增了几个专门处理4字节码点的函数

    String.fromCodePoint()// 从Unicode码点返回对应字符
    String.prototype.codePointAt(); // 从字符返回对应码点
    String.prototype.at(); // 返回字符串给定位置的字符
    
  • 4.正则表达式

    ES6提供了u修饰符,对正则表达式添加4字节码的支持 正则表达式

  • 5.Unicode正规化

    有些字符除了字母以外,还有附加符号。比如,汉语拼音的Ǒ,字母上面的声调就是附加符号。对于许多欧洲语言来说,声调符号是非常重要的。

    附加符号

    Unicode提供了两种表示方法。一种是带附加符号的单个字符,即一个码点表示一个字符,比如比如Ǒ的码点是U+01D1;另一种是将附加符号单独作为一个码点,与主体字符复合显示,即两个码点表示一个字符,比如Ǒ可以写成O(U+004F) + ˇ(U+030C)。

    // 方法一
    '\u01D1'
    // 'Ǒ'
    
    // 方法二
    '\u004F\u030C'
    // 'Ǒ'
    

    这两种表示方法,视觉和语义都完全一样,理应作为等同情况处理。但是,JavaScript无法辨别。

    '\u01D1'==='\u004F\u030C' 
    //false
    

    ES6提供了normalize方法,允许"Unicode正规化",即将两种方法转为同样的序列。

     '\u01D1'.normalize() === '\u004F\u030C'.normalize() 
    // true
    

    关于ES6的更多介绍,请看《ECMAScript 6入门》 (opens new window)

# js方法

  • charCodeAt方法可返回指定位置的字符的Unicode编码,返回值是0-65535之间的整数,表示给定索引处的UTF-16代码单元
'好'.charCodeAt(); // 得到的是十进制?
'好'.codePointAt().toString(16) //'597d'
'符' == '\u7B26' // true

# 资料

原文 (opens new window)

bililli--编码 (opens new window)

计算机组成