ASCII码

英文名称：（American Standard Code for Information Interchange，美国信息互换标准代码）

起源：ASCII码是鼻祖，在1967年由美国发表规范标准。

前 128位：
一个ASCII字符占用1个字节（8bit）。因此，ASCII编码能够表示的最大字符数是256。事实上美国使用的英文字符就那么几个，所以前128个已足够。这当中包含了控制字符、数字、大写和小写字母和其它一些标点符号。前128个属于强制标准，各国必须遵循，一直沿用至今。

后 128位：
而最高位为1的后128个字符被称为“扩展ASCII码”，属于非强制标准。当时，美国用它来存放英文的制表符、部分音标字符等等的一些其它符号。但是，美国万万没想到是，这后128个“扩展ASCII码”尽成为了其他国家的五花八门之地。

扩展ASCII码：
既然后128字符并不是强制标准，于是，各个国家纷纷制定了属于自己的文字编码规范，中国也制定了自己的编码规范GB2132，它是和ASCII码兼容的一种编码规范，事实上就是利用“扩展ASCII码”没有真正标准化这一点，把一个中文字符用两个扩展ASCII字符来表示，也就是一个中文字符占用2个字节。

局限问题：
在英语中，用前128个符号编码便可以表示所有字母，但是用来表示其他语言，这128个符号是远远不够的。比如，在法语中，字母上方有注音符号，这咋办呢？于是，一些欧洲国家就自行决定，利用后128位编入新的符号。比如，法语中的é的编码为130（二进制10000010）。这样一来，一些欧洲国家也开始使用这种编码方式，但最多也只有256个符号。

但是，这里又出现了新的问题。不同的国家有不同的字母。因此，哪怕它们都使用256个符号的编码方式，代表的字母却不一样。比如，130在法语编码中代表了é，在希伯来语编码中却代表了字母Gimel (ג)，在俄语编码中又会代表另一个符号。但是不管怎样，所有各国编码方式中，0–127表示的符号都是一样的，不同的是128–255的这一段。

关于亚洲国家的文字种类繁多，使用的符号就更多了，光汉字就多达10万种左右。一个字节仅仅只能表示256种符号，肯定是不够用的，那就必须使用多个字节表达一个符号。比如，简体中文常见的编码方式是 GB2312，规定使用两个字节表示一个汉字，所以理论上最多可以表示 256 x 256 = 65536 个汉字。

可以看出，如果让全世界都使用“ASCII码”或是“扩展ASCII码”，显然存在着诸多局限性问题。

ANSI标准

英文名称：（AMERICAN NATIONAL STANDARDS INSTITUTE: ANSI 美国国家标准学会）

起源：从1918年成立，到1969年正式命名为美国国家标准学会（ANSI）

ANSI定义：
ANSI是一种字符代码，为使计算机支持更多语言，通常使用 0x00~0x7f 范围的1 个字节来表示 1 个英文字符。超出此范围的使用0x80~0xFFFF来编码，比如：汉字 ‘中’ 在中文操作系统中，使用 2个字节来表示1个字符。

ANSI编码：
不同的国家和地区制定了不同的标准，由此产生了 GB2312、GBK、GB18030、Big5、Shift_JIS 等各自的编码标准。这些使用多个字节来代表一个字符的各种汉字延伸编码方式，称为 ANSI 编码。在简体中文Windows操作系统中，ANSI 编码代表 GB2312编码；在繁体中文Windows操作系统中，ANSI编码代表Big5；在日文Windows操作系统中，ANSI 编码代表 JIS 编码。

“ANSI编码”和“ASCII编码“有何关联：
看到这里你是否感觉“ANSI编码”和“ASCII编码”的概念有相似之处？！其实，ANSI编码所定义的0x00~0x7f 范围（0–127）的1 个字节来表示 1 个英文字符，即ASCII码。而定义中使用0x80~0xFFFF范围（128–35535）来编码使用2个字节表示1个字符，即扩展ASCII码。而且，不同 ANSI 编码（即不同国家的扩展ASCII码）之间互不兼容。当信息在国际间交流时，无法将属于两种语言的文字，存储在同一段 ANSI 编码的文本中。ANSI编码表示英文字符时用一个字节，表示中文字符用两个字节。

举一个例子：
Windows记事本默认保存编码是ANSI，这个大家可以在另存为窗口中看到可选择的编码方式。而这个ANSI编码，它在英文操作系统下用的是ASCII码，它在简体中文操作系统下用的是GB2312，它在繁体中文操作系统下用的是Big5，等等诸如此类。

适用对象：
ANSI编码作为中国以及部分亚太地区的多字符编码格式，其Windows系统和macOS都是提供原生支持的。但在Linux下却是UTF-8编码大行其道，特别是开发者清一色都使用UTF-8编码格式。这样看来，普通用户用ANSI编码，因为他们无需理解什么是ANSI编码，而专业的开发者都以UTF-8编码为主，开发者需要知道编码的含义及应用场景，关于UTF-8具体后面会讲到。

附图

Unicode（统一码）

非标准编码产生的问题：
中国自己制定的GB2312只是国家标准，而非国际标准，像台湾也自己制定一个Big5编码，其他如韩国、日本等都有自己的编码，这些通通不是国际标准。这种方法最大的问题就是，各国文字只适用于自己国家的编码，不能通用在其他国家。

我们再来看看这个“扩展ASCII码“，尽管没有真正的标准化，可是PC里的ASCII码还是有一个事实标准的（存放着英文制表符），所以早期非常多的软件利用这些符号来画表格。这样的软件用到中文系统中，这些表格符就会被误认作中文字，破坏版面。并且，统计中英文混合字符串中的字数，也是头疼的一件事，我们必须判断这个字符是否是“扩展ASCII码”，在逻辑上处理起来显得比较复杂。

这时候，我们就知道，要真正解决中文问题，不能从“扩展ASCII”的角度入手，也不能仅靠中国一家来解决。而必须有一个全新的编码系统，这个系统要能够将中文、英文、法文、德文……等等全部的文字统一起来考虑，为每一个文字都分配一个单独的编码，这样才不会有上面那种现象出现。

于是，Unicode诞生了：1990年研发，到1994年正式发布1.0版本，到2020年发布13.0版本。

两套标准：
Unicode有两套标准，一套叫UCS-2(Unicode-16)，用2个字节为字符编码，还有一套叫UCS-4(Unicode-32)，用4个字节为字符编码。

目前使用的是UCS-2，它能够表示的字符数为2^16=65535，基本上能够容纳全部的欧美字符和绝大部分的亚洲字符。而UCS-4是为了防止将来2个字节不够用才开发的。在Unicode里，全部的字符被一视同仁。汉字不再使用“两个扩展ASCII”，而是使用“1个Unicode”。注意，如今的汉字是“一个字符”了，于是，拆字、统计字数这些问题也就自然而然地攻克了。

可是，这个世界不是理想的，不可能在一夜之间全部的系统都使用Unicode来处理字符，所以Unicode在诞生之日，就必须考虑一个严峻的问题，和ASCII字符集之间的不兼容问题。我们知道，ASCII字符是单个字节的，比方“A”的ASCII是65。而Unicode是双字节的，比方“A”的Unicode是0065，这就造成了一个非常大的问题：以前处理ASCII的那套机制不能被用来处理Unicode了。

unicode定义和编码规则：
广义的 Unicode 是一个标准，定义了一个字符集以及一系列的编码规则，即 Unicode 字符集和 UTF-8、UTF-16、UTF-32 等等编码。所以，简单来讲，Unicode可以看作一种标准，它包含了世界上所有的字符，什么语言、文字、符号统统包含在里面。如果可以，你甚至可以理解为unicode全球统一字符集。但这个unicode全球统一字符集不能直接输入到计算机中，所以需要一套编码方式才能让计算机认识，于是UTF-8、UTF-16、UTF-32 等等编码产生了，使用这些编码就可以在计算机中进行存储了。

UTF-8，当今的王者：
UTF-8属于Unicode的一种可变长度字符编码，用1到4个字节表示，它可以表示Unicode全球统一字符集中的任何字符，且其编码中的第一个字节仍与ASCII相容，在UTF-8编码中一个英文占1个字节，一个中文汉字占3个字节。

举一个例子：
既然Unicode 全球统一字符集为每一个字符分配一个码位。就拿我们应用最广泛的UTF-8来说（UTF-8 顾名思义，是一套以 8 位为一个编码单位的可变长编码），它将一个码位编码为 1 到 4 个字节。

如下表，编码对应二进制：

例如「知」的码位是 30693，记作 U+77E5（30693 的十六进制为 0x77E5）
根据上表中的编码规则，「知」字的码位 U+77E5 属于第三行的范围，中文汉字使用了3个字。

我们再来看一个具体一点的例子（来自互联网）：
windows操作系统记事本另存为时，有四种编码：

我们把四种编码分别存为4个文件：

我们用VC++6.0或Visual Studio以二进制方式打开这4个文件，如下图所示：

1）ANSI编码
A.txt有四个字节：B1 E0 C2 EB。使用了GBK编码，其中B1 E0是指”编”，C2 EB指是”码”。

所以，记事本里的ANSI编码，在简体中文操作系统中，用的就是GBK编码。在繁体中文操作系统中，用的就是Big5编码……

2）UTF16BE编码
UB.txt有六个字节：FE FF 7F 16 78 01。其中FE FF是BOM（Byte Order Mark）。使用了Unicode字符集的UTF-16编码，0x7F16是指”编”，0x7801是指”码”。

UTF16BE编码是16位（2字节）的Unicode字符集编码，BE表示big endian，即高位字节在前，低位字节在后。0x7F16的高位字节是7F，低位字节是16，UTF16BE编码就是7F 16。

3）UTF16LE编码
U.txt有六个字节：FF FE 16 7F 01 78。其中FF FE是BOM。使用了Unicode字符集的UTF-16编码，0x7F16是指”编”，0x7801是指”码”。

UTF16LE编码是16位（2字节）的Unicode编码，LE表示little endian，即低位字节在前，高位字节在后。0x7F16的高位字节是7F，低位字节是16，UTF16LE编码就是16 7F。

由此可见：UTF16LE与UTF16BE只是高低位字节交换了一下而已。

4）UTF-8编码
U8.txt有九个字节：EF BB BF E7 BC 96 E7 A0 81。其中EF BB BF是BOM。使用了Unicode字符集的UTF-8编码，E7 BC 96是指”编”，E7 A0 81是指”码”。

5） BOM
BOM是Byte Order Mark的缩写，它用来指明编码，如下所示：

上面的FE FF和FF FE正好逆序，这也就是Byte Order Mark（字节顺序标记）的来由吧。

6）乱码
windows记事本是通过BOM来区分不同编码，为什么ANSI不用BOM？原因在于——向下兼容。从DOS到Win98再到如今的Win10，记事本默认都是ANSI编码，从没考虑过加BOM。所以BOM对于windows记事本来说是没必要的，也是无关紧要的。

通过BOM来区分各种编码，是一个非常好的方法。不过，没有历史包袱的Linux不买账——Linux默认使用UTF-8编码，而且是没有BOM的UTF-8编码。

为了能够打开Linux生成的没有BOM的UTF-8编码文件，记事本在打开没有BOM的文本文件时，会对其进行检查。如果所有编码符合UTF-8，就以UTF-8编码打开。

我们把Linux下生成的UTF-8编码的txt拿到windows下，可以正常打开和显示，并在windows下把内容”编码”替换为”联通”，另存为选ANSI编码。再次打开，显示如下图所示：

使用VC++6.0打开这个文件，一切正常，如下图所示：

windows下记事本显示乱码，是因为它会把”联通”的GBK编码C1 AA CD A8当做UTF-8编码进行显示。而VC++6.0没有显示乱码，是因为它不支持UTF-8编码，只支持ANSI编码。

附上一个编码字节数表

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