学习记录 Java常见的几种字符集以及对 AscII的了解

 1.ASCII码

我们知道，在计算机内部，所有的信息最终都表示为一个二进制的字符串。每一个二进制位（bit）有0和1两种状态，因此八个二进制位就可以组合出256种状态，这被称为一个字节（byte）。也就是说，一个字节一共可以用来表示256种不同的状态，每一个状态对应一个符号，就是256个符号，从0000000到11111111。

上个世纪60年代，美国制定了一套字符编码，对英语字符与二进制位之间的关系，做了统一规定。这被称为ASCII码，一直沿用至今。

ASCII码一共规定了128个字符的编码，比如空格“SPACE”是32（二进制00100000），大写的字母A是65（二进制01000001）。这128个符号（包括32个不能打印出来的控制符号），只占用了一个字节的后面7位，最前面的1位统一规定为0。

八进制	十六进制	十进制	字符	八进制	十六进制	十进制	字符
00	00	0	nul	100	40	64	@
01	01	1	soh	101	41	65	A
02	02	2	stx	102	42	66	B
03	03	3	etx	103	43	67	C
04	04	4	eot	104	44	68	D
05	05	5	enq	105	45	69	E
06	06	6	ack	106	46	70	F
07	07	7	bel	107	47	71	G
10	08	8	bs	110	48	72	H
11	09	9	ht	111	49	73	I
12	0a	10	nl	112	4a	74	J
13	0b	11	vt	113	4b	75	K
14	0c	12	ff	114	4c	76	L
15	0d	13	er	115	4d	77	M
16	0e	14	so	116	4e	78	N
17	0f	15	si	117	4f	79	O
20	10	16	dle	120	50	80	P
21	11	17	dc1	121	51	81	Q
22	12	18	dc2	122	52	82	R
23	13	19	dc3	123	53	83	S
24	14	20	dc4	124	54	84	T
25	15	21	nak	125	55	85	U
26	16	22	syn	126	56	86	V
27	17	23	etb	127	57	87	W
30	18	24	can	130	58	88	X
31	19	25	em	131	59	89	Y
32	1a	26	sub	132	5a	90	Z
33	1b	27	esc	133	5b	91	[
34	1c	28	fs	134	5c	92	\
35	1d	29	gs	135	5d	93	]
36	1e	30	re	136	5e	94	^
37	1f	31	us	137	5f	95	_
40	20	32	sp	140	60	96	'
41	21	33	!	141	61	97	a
42	22	34	"	142	62	98	b
43	23	35	#	143	63	99	c
44	24	36	$	144	64	100	d
45	25	37	%	145	65	101	e
46	26	38	&	146	66	102	f
47	27	39	`	147	67	103	g
50	28	40	(	150	68	104	h
51	29	41	)	151	69	105	i
52	2a	42	*	152	6a	106	j
53	2b	43	+	153	6b	107	k
54	2c	44	,	154	6c	108	l
55	2d	45	-	155	6d	109	m
56	2e	46	.	156	6e	110	n
57	2f	47	/	157	6f	111	o
60	30	48	0	160	70	112	p
61	31	49	1	161	71	113	q
62	32	50	2	162	72	114	r
63	33	51	3	163	73	115	s
64	34	52	4	164	74	116	t
65	35	53	5	165	75	117	u
66	36	54	6	166	76	118	v
67	37	55	7	167	77	119	w
70	38	56	8	170	78	120	x
71	39	57	9	171	79	121	y
72	3a	58	:	172	7a	122	z
73	3b	59	;	173	7b	123	{
74	3c	60	<	174	7c	124	|
75	3d	61	=	175	7d	125	}
76	3e	62	>	176	7e	126	~
77	3f	63	?	177	7f	127	del

ASCII码对照表

在Web开发时，如下的ASCII码只要加上&#和;就可以变成Web可以辨认的字符了在处理特殊字符的时候特别有用，如：' 单引号在数据库查询的时候是杀手，但是如果转换成'（注意：转换后的机构 有：&# +字符的ASCII码值+; 三个部分组成）再来存数据库，就没有什么影响了。其他的字符与ASCII码的对照如下表

ASCII表

ASCII值	控制字符	ASCII值	控制字符	ASCII值	控制字符	ASCII值	控制字符
0	NUT	32	(space)	64	@	96	、
1	SOH	33	！	65	A	97	a
2	STX	34	”	66	B	98	b
3	ETX	35	#	67	C	99	c
4	EOT	36	$	68	D	100	d
5	ENQ	37	%	69	E	101	e
6	ACK	38	&	70	F	102	f
7	BEL	39	,	71	G	103	g
8	BS	40	(	72	H	104	h
9	HT	41	)	73	I	105	i
10	LF	42	*	7	J	106	j
11	VT	43	+	75	K	107	k
12	FF	44	,	76	L	108	l
13	CR	45	-	77	M	109	m
14	SO	46	.	78	N	110	n
15	SI	47	/	79	O	111	o
16	DLE	48	0	80	P	112	p
17	DCI	49	1	81	Q	113	q
18	DC2	50	2	82	R	114	r
19	DC3	51	3	83	X	115	s
20	DC4	52	4	84	T	116	t
21	NAK	53	5	85	U	117	u
22	SYN	54	6	86	V	118	v
23	TB	55	7	87	W	119	w
24	CAN	56	8	88	X	120	x
25	EM	57	9	89	Y	121	y
26	SUB	58	:	90	Z	122	z
27	ESC	59	;	91	[	123	{
28	FS	60	<	92	\	124	|
29	GS	61	=	93	]	125	}
30	RS	62	>	94	^	126	~
31	US	63	?	95	—	127	DEL

NUL	VT 垂直制	SYN 空转同步
SOH  标题开始	FF   走纸控制	ETB  信息组传送结束
STX  正文开始	CR   回车	CAN  作废
ETX  正文结束	SO   移位输出	EM   纸尽
EOY  传输结束	SI    移位输入	SUB  换置
ENQ  询问字符	DLE  空格	ESC  换码
ACK  承认	DC1  设备控制1	FS   文字分隔符
BEL  报警	DC2  设备控制2	GS   组分隔符
BS   退一格	DC3  设备控制3	RS   记录分隔符
HT   横向列表	DC4  设备控制4	US   单元分隔符
LF   换行	NAK  否定	DEL  删除

键盘常用ASCII码

ESC键 VK_ESCAPE (27)
回车键： VK_RETURN (13)
TAB键： VK_TAB (9)
Caps Lock键： VK_CAPITAL (20)
Shift键： VK_SHIFT ($10)
Ctrl键： VK_CONTROL (17)
Alt键： VK_MENU (18)
空格键： VK_SPACE ($20/32)
退格键： VK_BACK (8)
左徽标键： VK_LWIN (91)
右徽标键： VK_LWIN (92)
鼠标右键快捷键：VK_APPS (93)

Insert键： VK_INSERT (45)
Home键： VK_HOME (36)
Page Up： VK_PRIOR (33)
PageDown： VK_NEXT (34)
End键： VK_END (35)
Delete键： VK_DELETE (46)

方向键(←)： VK_LEFT (37)
方向键(↑)： VK_UP (38)
方向键(→)： VK_RIGHT (39)
方向键(↓)： VK_DOWN (40)

F1键： VK_F1 (112)
F2键： VK_F2 (113)
F3键： VK_F3 (114)
F4键： VK_F4 (115)
F5键： VK_F5 (116)
F6键： VK_F6 (117)
F7键： VK_F7 (118)
F8键： VK_F8 (119)
F9键： VK_F9 (120)
F10键： VK_F10 (121)
F11键： VK_F11 (122)
F12键： VK_F12 (123)

Num Lock键： VK_NUMLOCK (144)
小键盘0： VK_NUMPAD0 (96)
小键盘1： VK_NUMPAD0 (97)
小键盘2： VK_NUMPAD0 (98)
小键盘3： VK_NUMPAD0 (99)
小键盘4： VK_NUMPAD0 (100)
小键盘5： VK_NUMPAD0 (101)
小键盘6： VK_NUMPAD0 (102)
小键盘7： VK_NUMPAD0 (103)
小键盘8： VK_NUMPAD0 (104)
小键盘9： VK_NUMPAD0 (105)
小键盘.： VK_DECIMAL (110)
小键盘*： VK_MULTIPLY (106)
小键盘+： VK_MULTIPLY (107)
小键盘-： VK_SUBTRACT (109)
小键盘/： VK_DIVIDE (111)

Pause Break键： VK_PAUSE (19)
Scroll Lock键： VK_SCROLL (145)

2、非ASCII编码

英语用128个符号编码就够了，但是用来表示其他语言，128个符号是不够的。比如，在法语中，字母上方有注音符号，它就无法用ASCII码表示。于是，一些欧洲国家就决定，利用字节中闲置的最高位编入新的符号。比如，法语中的é的编码为130（二进制10000010）。这样一来，这些欧洲国家使用的编码体系，可以表示最多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，所有这些编码方式中，0—127表示的符号是一样的，不一样的只是128—255的这一段。

至于亚洲国家的文字，使用的符号就更多了，汉字就多达10万左右。一个字节只能表示256种符号，肯定是不够的，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，使用两个字节表示一个汉字，所以理论上最多可以表示256x256=65536个符号。

中文编码的问题需要专文讨论，这篇笔记不涉及。这里只指出，虽然都是用多个字节表示一个符号，但是GB类的汉字编码与后文的Unicode和UTF-8是毫无关系的。

3.Unicode

正如上一节所说，世界上存在着多种编码方式，同一个二进制数字可以被解释成不同的符号。因此，要想打开一个文本文件，就必须知道它的编码方式，否则用错误的编码方式解读，就会出现乱码。为什么电子邮件常常出现乱码？就是因为发信人和收信人使用的编码方式不一样。

可以想象，如果有一种编码，将世界上所有的符号都纳入其中。每一个符号都给予一个独一无二的编码，那么乱码问题就会消失。这就是Unicode，就像它的名字都表示的，这是一种所有符号的编码。

Unicode当然是一个很大的集合，现在的规模可以容纳100多万个符号。每个符号的编码都不一样，比如，U+0639表示阿拉伯字母Ain，U+0041表示英语的大写字母A，U+4E25表示汉字“严”。具体的符号对应表，可以查询unicode.org，或者专门的汉字对应表。

4. Unicode的问题

需要注意的是，Unicode只是一个符号集，它只规定了符号的二进制代码，却没有规定这个二进制代码应该如何存储。

比如，汉字“严”的unicode是十六进制数4E25，转换成二进制数足足有15位（100111000100101），也就是说这个符号的表示至少需要2个字节。表示其他更大的符号，可能需要3个字节或者4个字节，甚至更多。

这里就有两个严重的问题，第一个问题是，如何才能区别unicode和ascii？计算机怎么知道三个字节表示一个符号，而不是分别表示三个符号呢？第二个问题是，我们已经知道，英文字母只用一个字节表示就够了，如果unicode统一规定，每个符号用三个或四个字节表示，那么每个英文字母前都必然有二到三个字节是0，这对于存储来说是极大的浪费，文本文件的大小会因此大出二三倍，这是无法接受的。

它们造成的结果是：1）出现了unicode的多种存储方式，也就是说有许多种不同的二进制格式，可以用来表示unicode。2）unicode在很长一段时间内无法推广，直到互联网的出现。

5.UTF-8

互联网的普及，强烈要求出现一种统一的编码方式。UTF-8就是在互联网上使用最广的一种unicode的实现方式。其他实现方式还包括UTF-16和UTF-32，不过在互联网上基本不用。重复一遍，这里的关系是，UTF-8是Unicode的实现方式之一。

UTF-8最大的一个特点，就是它是一种变长的编码方式。它可以使用1~4个字节表示一个符号，根据不同的符号而变化字节长度。

UTF-8的编码规则很简单，只有二条：

1）对于单字节的符号，字节的第一位设为0，后面7位为这个符号的unicode码。因此对于英语字母，UTF-8编码和ASCII码是相同的。

2）对于n字节的符号（n>1），第一个字节的前n位都设为1，第n+1位设为0，后面字节的前两位一律设为10。剩下的没有提及的二进制位，全部为这个符号的unicode码。

下表总结了编码规则，字母x表示可用编码的位。

Unicode符号范围 | UTF-8编码方式
UTF字节数                  (十六进制) | （二进制）
--------------------+---------------------------------------------

一个字节 0000 0000-0000 007F | 0xxxxxxx
两个字节 0000 0080-0000 07FF | 110xxxxx 10xxxxxx
三个字节 0000 0800-0000 FFFF | 1110xxxx 10xxxxxx 10xxxxxx
四个字节 0001 0000-0010 FFFF | 11110xxx 10xxxxxx 10xxxxxx 10xxxxxx

下面， 还是以汉字“严”为例，演示如何实现UTF-8编码。

已知“严”的unicode是4E25（100111000100101），根据上表，可以发现4E25处在第三行的范围内（0000 0800-0000 FFFF），因此“严”的UTF-8编码需要三个字节，即格式是“1110xxxx 10xxxxxx 10xxxxxx”。然后，从“严”的最后一个二进制位开始，依次从后向前填入格式中的x，多出的位补0。这样就得到了，“严”的UTF-8编码是“11100100 10111000 10100101”，转换成十六进制就是E4B8A5。

6. Unicode与UTF-8之间的转换

通过上一节的例子，可以看到“严”的Unicode码是4E25，UTF-8编码是E4B8A5，两者是不一样的。它们之间的转换可以通过程序实现。

在Windows平台下，有一个最简单的转化方法，就是使用内置的记事本小程序Notepad.exe。打开文件后，点击“文件”菜单中的“另存为”命令，会跳出一个对话框，在最底部有一个“编码”的下拉条。

7. iso8859-1编码

属于单字节编码，最多能表示的字符范围是0-255，应用于英文系列。比如，字母a的编码为0×61=97.很明显，iso8859-1编码表示的字符范围很窄，无法表示中文字符。但是，由于是单字节编码，和计算机最基础的表示单位一致，所以很多时候，仍旧使用iso8859-1编码来表示。而且在很多协议上，默认使用该编码。比如，虽然"中文"两个字不存在iso8859-1编码，以gb2312编码为例，应该是"d6d0 cec4"两个字符，使用iso8859-1编码的时候则将它拆开为4个字节来表示："d6 d0 ce c4"（事实上，在进行存储的时候，也是以字节为单位处理的）。而如果是UTF编码，则是6个字节"e4 b8 ad e6 96 87".很明显，这种表示方法还需要以另一种编码为基础。