字符集简史

在所有字符集中，最知名可能要数被称为ASCII的7位字符集了。它是美国信息交换标准委员会（American Standards Committee for Information Interchange）的缩写, 为美国英语通信所设计。它由128个字符组成，包括大小写字母、数字0-9、标点符号、非打印字符（换行符、制表符等4个）以及控制字符（退格、响铃等）组成。

但是，由于他是针对英语设计的，当处理带有音调标号（形如汉语的拼音）的欧洲文字时就会出现问题。因此，创建出了一些包括255个字符的由ASCII扩展的字符集。其中有一种通常被成为IBM字符集，它把值为128-255之间的字符用于画图和画线，以及一些特殊的欧洲字符。另一种8位字符集是ISO 8859-1 Latin 1，也简称为ISO Latin-1。它把位于128-255之间的字符用于拉丁字母表中特殊语言字符的编码，也因此而得名。

欧洲语言不是地球上的唯一语言，因此亚洲和非洲语言并不能被8位字符集所支持。仅汉语（或pictograms）字母表就有80000以上个字符。但是把汉语、日语和越南语的一些相似的字符结合起来，在不同的语言里，使不同的字符代表不同的字，这样只用2个字节就可以编码地球上几乎所有地区的文字。因此，创建了UNICODE编码。它通过增加一个高字节对ISO Latin-1字符集进行扩展，当这些高字节位为0时，低字节就是ISO Latin-1字符。UNICODE支持欧洲、非洲、中东、亚洲（包括统一标准的东亚像形汉字和韩国像形文字）。但是，UNICODE并没有提供对诸如Braille, Cherokee, Ethiopic, Khmer, Mongolian, Hmong, Tai Lu, Tai Mau文字的支持。同时它也不支持如Ahom, Akkadian, Aramaic, Babylonian Cuneiform, Balti, Brahmi, Etruscan, Hittite, Javanese, Numidian, Old Persian Cuneiform, Syrian之类的古老的文字。

事实证明，对可以用ASCII表示的字符使用UNICODE并不高效，因为UNICODE比ASCII占用大一倍的空间，而对ASCII来说高字节的0对他毫无用处。为了解决这个问题，就出现了一些中间格式的字符集，他们被称为通用转换格式，既UTF（Universal Transformation Format）。目前存在的UTF格式有：UTF-7, UTF-7.5, UTF-8, UTF-16, 以及 UTF-32。本文讨论UTF-8字符集的基础。

UTF_8字符集

UTF-8是UNICODE的一种变长字符编码，由Ken Thompson于1992年创建。现在已经标准化为RFC 3629。UTF-8用1到6个字节编码UNICODE字符。如果UNICODE字符由2个字节表示，则编码成UTF-8很可能需要3个字节，而如果UNICODE字符由4个字节表示，则编码成UTF-8可能需要6个字节。用4个或6个字节去编码一个UNICODE字符可能太多了，但很少会遇到那样的UNICODE字符。

UFT-8转换表表示如下：

UNICODE UTF-8 
00000000 - 0000007F 0xxxxxxx 
00000080 - 000007FF 110xxxxx 10xxxxxx 
00000800 - 0000FFFF 1110xxxx 10xxxxxx 10xxxxxx 
00010000 - 001FFFFF 11110xxx 10xxxxxx 10xxxxxx 10xxxxxx 
00200000 - 03FFFFFF 111110xx 10xxxxxx 10xxxxxx 10xxxxxx 10xxxxxx 
04000000 - 7FFFFFFF 1111110x 10xxxxxx 10xxxxxx 10xxxxxx 10xxxxxx 10xxxxxx 

实际表示ASCII字符的UNICODE字符，将会编码成1个字节，并且UTF-8表示与ASCII字符表示是一样的。所有其他的UNCODE字符转化成UTF-8将需要至少2个字节。每个字节由一个换码序列开始。第一个字节由唯一的换码序列，由n位1加一位0组成。n位1表示字符编码所需的字节数。

示例

UNICODE uCA(11001010) 编码成UTF-8将需要2个字节：

uCA -> C3 8A

1100 1010
110xxxxx 10xxxxxx

1100 1010 -> 110xxxxx 10xxxxxx
-> 110xxxxx 10xxxxx0
-> 110xxxxx 10xxxx10
-> 110xxxxx 10xxx010
-> 110xxxxx 10xx1010
-> 110xxxxx 10x01010
-> 110xxxxx 10001010
-> 110xxxx1 10001010
-> 110xxx11 10001010
-> 11000011 10001010
-> C3 8A

UNICODE uF03F (11110000 00111111) 编码成UTF-8将需要3个字节:

u F03F -> EF 80 BF

1111 0000 0011 1111 -> 1110xxxx 10xxxxxx 10xxxxxx
-> 11101111 10000000 10111111
-> EF 80 BF

译者注：由上分析可以看到，UNCODE到UTF-8的转换就是先确定编码所需要的字节数，然后用UNICODE编码位从低位到高位依次填入上面表示为x的位上，不足的高位以0补充。以上是个人经验，如有错误，请不惜指教，谢过先:)

UTF-8编码的优点：

UTF-8编码可以通过屏蔽位和移位操作快速读写。
字符串比较时strcmp()和wcscmp()的返回结果相同，因此使排序变得更加容易。
字节FF和FE在UTF-8编码中永远不会出现，因此他们可以用来表明UTF-16或UTF-32文本（见BOM）
UTF-8 是字节顺序无关的。它的字节顺序在所有系统中都是一样的，因此它实际上并不需要BOM。

UTF-8编码的缺点：

你无法从UNICODE字符数判断出UTF-8文本的字节数，因为UTF-8是一种变长编码
它需要用2个字节编码那些用扩展ASCII字符集只需1个字节的字符
ISO Latin-1 是UNICODE的子集，但不是UTF-8的子集
8位字符的UTF-8编码会被email网关过滤，因为internet信息最初设计为7为ASCII码。因此产生了UTF-7编码。
UTF-8 在它的表示中使用值100xxxxx的几率超过50%， 而现存的实现如ISO 2022， 4873， 6429， 和8859系统，会把它错认为是C1 控制码。因此产生了UTF-7.5编码。

修正的UTF-8：