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字符编码发展史

下文为转载内容,来源:http://www.cnblogs.com/alex3714/articles/5465198.html

python解释器在加载 .py 文件中的代码时,会对内容进行编码(默认ascill)

ASCII(American Standard Code for Information Interchange,美国标准信息交换代码)是基于拉丁字母的一套电脑编码系统,主要用于显示现代英语和其他西欧语言,其最多只能用 8 位来表示(一个字节),即:2**8 = 256-1,所以,ASCII码最多只能表示 255 个符号。

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关于中文

为了处理汉字,程序员设计了用于简体中文的GB2312和用于繁体中文的big5。

GB2312(1980年)一共收录了7445个字符,包括6763个汉字和682个其它符号。汉字区的内码范围高字节从B0-F7,低字节从A1-FE,占用的码位是72*94=6768。其中有5个空位是D7FA-D7FE。

GB2312 支持的汉字太少。1995年的汉字扩展规范GBK1.0收录了21886个符号,它分为汉字区和图形符号区。汉字区包括21003个字符。2000年的 GB18030是取代GBK1.0的正式国家标准。该标准收录了27484个汉字,同时还收录了藏文、蒙文、维吾尔文等主要的少数民族文字。现在的PC平台必须支持GB18030,对嵌入式产品暂不作要求。所以手机、MP3一般只支持GB2312。

从ASCII、GB2312、GBK 到GB18030,这些编码方法是向下兼容的,即同一个字符在这些方案中总是有相同的编码,后面的标准支持更多的字符。在这些编码中,英文和中文可以统一地处理。区分中文编码的方法是高字节的最高位不为0。按照程序员的称呼,GB2312、GBK到GB18030都属于双字节字符集 (DBCS)。

有的中文Windows的缺省内码还是GBK,可以通过GB18030升级包升级到GB18030。不过GB18030相对GBK增加的字符,普通人是很难用到的,通常我们还是用GBK指代中文Windows内码。

 

 

显然ASCII码无法将世界上的各种文字和符号全部表示,所以,就需要新出一种可以代表所有字符和符号的编码,即:Unicode

Unicode(统一码、万国码、单一码)是一种在计算机上使用的字符编码。Unicode 是为了解决传统的字符编码方案的局限而产生的,它为每种语言中的每个字符设定了统一并且唯一的二进制编码,规定虽有的字符和符号最少由 16 位来表示(2个字节),即:2 **16 = 65536,
注:此处说的的是最少2个字节,可能更多

UTF-8,是对Unicode编码的压缩和优化,他不再使用最少使用2个字节,而是将所有的字符和符号进行分类:ascii码中的内容用1个字节保存、欧洲的字符用2个字节保存,东亚的字符用3个字节保存...

所以,python解释器在加载 .py 文件中的代码时,会对内容进行编码(默认ascill),如果是如下代码的话:

报错:ascii码无法表示中文

1
2
3
#!/usr/bin/env python
  
print "你好,世界"

改正:应该显示的告诉python解释器,用什么编码来执行源代码,即:

1
2
3
4
#!/usr/bin/env python
# -*- coding: utf-8 -*-
  
print "你好,世界"

 

 

 

_______________以下内容为原创梳理内容___________________

1.二进制

一切字符编码的基础,二进制。

二进制位的计算说明图:

二进制

128 64 32 16 8 4 2 1
1 1 1 1 1 1 1 1
以上的每一个1上方的数字代表的是这个1在计算机代表的值。
8位组成一个字节,8 bit=1 bytes;
另外,1上方的每一个数字都等于从右向左相应的1上面的数字的累加。

128 64 32 16 8 4 2 1 表示
1 1 1 1 1 1 1 1 255
1 1 1 1 1 1 1 0 254
1 1 1 1 1 1 0 1 253
1 1 1 1 1 0 1 1 251
1 1 1 1 0 1 1 1 247
1 1 1 0 1 1 1 1 239
1 1 0 1 1 1 1 1 223
1 0 1 1 1 1 1 1 191
0 1 1 1 1 1 1 1 127
0 0 1 1 1 1 1 1 63
0 0 1 1 1 1 1 0 62
...
以此类推,8位总共会产生2**8种结果,表示的数字的值从0-255之间(包含0和255)。
...
0 0 0 0 0 0 0 0 0

 但是二进制仅仅满足了计算机中对数字的值得转换,那么英文呢?其他的特殊字符呢?中文等全世界各种语言呢?

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2.ASCII

由于二进制没有办法满足人们对计算机使用的需求,ASCII随着需求产生。

"ASCII(American Standard Code for Information Interchange,美国标准信息交换代码)是基于拉丁字母的一套电脑编码系统,主要用于显示现代英语和其他西欧语言,其最多只能用 8 位来表示(一个字节),即:2**8 = 256,所以,ASCII码最多只能表示 256 个符号。

ASCII码的原理是基于二进制对应的数字的值进行了对应。二进制的8bit(1byte)能累计产生256个数字。

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标准ASCII码是用一个字节的(7)位二进制表示一个字符(每个字节的最高位都是0)
扩展ASCII码是用一个字节的(8)位二进制表示一个字符的。

ASCII 码使用指定的7 位或8 位二进制数组合来表示128 或256 种可能的字符。标准ASCII 码也叫基础ASCII码,使用7 位二进制数来表示所有的大写和小写字母,数字0 到9、标点符号, 以及在美式英语中使用的特殊控制字符。其中:
0~31及127(共33个)是控制字符或通信专用字符(其余为可显示字符),如控制符:LF(换行)、CR(回车)、FF(换页)、DEL(删除)、BS(退格)、BEL(响铃)等;通信专用字符:SOH(文头)、EOT(文尾)、ACK(确认)等;ASCII值为8、9、10 和13 分别转换为退格、制表、换行和回车字符。它们并没有特定的图形显示,但会依不同的应用程序,而对文本显示有不同的影响。
32~126(共95个)是字符(32是空格),其中48~57为0到9十个阿拉伯数字。
65~90为26个大写英文字母,97~122号为26个小写英文字母,其余为一些标点符号、运算符号等。
同时还要注意,在标准ASCII中,其最高位(b7)用作奇偶校验位。所谓奇偶校验,是指在代码传送过程中用来检验是否出现错误的一种方法,一般分奇校验和偶校验两种。奇校验规定:正确的代码一个字节中1的个数必须是奇数,若非奇数,则在最高位b7添1;偶校验规定:正确的代码一个字节中1的个数必须是偶数,若非偶数,则在最高位b7添1。
后128个称为扩展ASCII码。许多基于x86的系统都支持使用扩展(或“高”)ASCII。扩展ASCII 码允许将每个字符的第8 位用于确定附加的128 个特殊符号字符、外来语字母和图形符号。

在ascii码中拉丁世界使用前127个数字,剩余了128个位子给非拉丁体系的国家,但是完全不够用。为了满足非拉丁语言体系国家的需求,各国都生成了相应的自己的国家的编码。
主要原理是利用ascii码中空余的位置中存放索引,指向相应的字符编码体系中。


3.GB2312,GBK,GB18030

为了处理汉字,程序员设计了用于简体中文的GB2312和用于繁体中文的big5。

GB2312(1980年)一共收录了7445个字符,包括6763个汉字和682个其它符号。汉字区的内码范围高字节从B0-F7,低字节从A1-FE,占用的码位是72*94=6768。其中有5个空位是D7FA-D7FE。

GB2312 支持的汉字太少。1995年的汉字扩展规范GBK1.0收录了21886个符号,它分为汉字区和图形符号区。汉字区包括21003个字符。2000年的 GB18030是取代GBK1.0的正式国家标准。该标准收录了27484个汉字,同时还收录了藏文、蒙文、维吾尔文等主要的少数民族文字。现在的PC平台必须支持GB18030,对嵌入式产品暂不作要求。所以手机、MP3一般只支持GB2312。

从ASCII、GB2312、GBK 到GB18030,这些编码方法是向下兼容的,即同一个字符在这些方案中总是有相同的编码,后面的标准支持更多的字符。在这些编码中,英文和中文可以统一地处理。区分中文编码的方法是高字节的最高位不为0。按照程序员的称呼,GB2312、GBK到GB18030都属于双字节字符集 (DBCS)。

有的中文Windows的缺省内码还是GBK,可以通过GB18030升级包升级到GB18030。不过GB18030相对GBK增加的字符,普通人是很难用到的,通常我们还是用GBK指代中文Windows内码。

 

4.Unicode

显然ASCII码无法将世界上的各种文字和符号全部表示,所以,就需要新出一种可以代表所有字符和符号的编码,即:Unicode

Unicode(统一码、万国码、单一码)是一种在计算机上使用的字符编码。

Unicode 是为了解决传统的字符编码方案的局限而产生的,它为每种语言中的每个字符设定了统一并且唯一的二进制编码,规定虽有的字符和符号最少由 16 位来表示(2个字节),即:2 **16 = 65536,
注:此处说的的是最少2个字节,可能更多。

__但是Unicode也产生了一定的问题,即拉丁体系的因为也占了两个字节,存储大小直接翻了一倍。

 

5.UTF-8

UTF-8,是对Unicode编码的压缩和优化,他不再使用最少使用2个字节,而是将所有的字符和符号进行分类:ascii码中的内容用1个字节保存、欧洲的字符用2个字节保存,东亚的字符(包含中国)用3个字节保存...

所以,python解释器在加载 .py 文件中的代码时,会对内容进行编码(默认ascill)。所以需要在创建.py文件时对文件的编码进行设置:

# -*- coding: utf-8 -*-

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