UTF-8 和 UTF-16 之間的區別

差異技巧程式設計

UTF-8 和 UTF-16 編碼技術都用於表示 Unicode 字元集中的字元。它們通常用於在計算機系統和程式語言中管理多種指令碼和語言的文字。

閱讀本文以瞭解有關 UTF-8 和 UTF-16 的更多資訊以及它們之間有何不同。

什麼是 UTF-8？

UTF-8（Unicode Transformation Format-8）是一種變長字元編碼系統，廣泛用於表示 Unicode 字元。它旨在與 ASCII（美國資訊交換標準程式碼）相容，同時支援整個 Unicode 字元集。

編碼方案

UTF-8 使用 8 位單元（位元組）來表示字元，使其與 ASCII 向後相容。前 128 個 Unicode 程式碼點（U+0000 至 U+007F）由單個位元組表示，就像相應的 ASCII 字元一樣。

編碼規則

ASCII 程式碼（從 U+0000 到 U+007F）：它們由一個位元組表示，與它們的 ASCII 表示（7 位）相同。

拉丁文-1 補充（U+0080 到 U+07FF）：使用兩個位元組來表示它。

基本多語言平面 (BMP) 中的字元（U+0800 到 U+FFFF）：使用三個位元組來表示它。

位元組結構

最高有效位 (MSB) 始終為零，其餘 7 位反映字元的程式碼點。
為了將它們與 ASCII 字元區分開來，每個位元組的最高有效位都設定為 1，並且連續位元組以“10”為字首。

什麼是 UTF-16？

UTF-16 是一種字元編碼系統，它使用 16 位程式碼來編碼 Unicode 字元。它的建立是為了處理對各種字元（包括其他字元）進行緊湊且有效表示的需求日益增長。

編碼方案

UTF-16 使用 16 位程式碼單元，長度為 2 或 4 位元組，來表示字元。
2 位元組程式碼單元用於表示基本多語言平面 (BMP) 字元，其中包括最常用的字元。
補充字元或存在於 BMP 之外的字元由一對稱為代理對的 2 位元組程式碼單元表示，總共 4 個位元組。

編碼規則

程式碼點範圍從 U+0000 到 U+FFFF 的 Unicode 字元：這些字元由單個 2 位元組程式碼單元直接表示。程式碼單元值對應於字元的程式碼點。
程式碼點範圍從 U+10000 到 U+10FFFF 的其他字元：這些字元使用代理對錶示，代理對包含兩個 2 位元組程式碼單元。

位元組順序

UTF-16 可以具有不同的位元組順序，這些位元組順序稱為位元組順序標記 (BOM)。支援大端 (BE) 或小端 (LE) 位元組順序。
BOM 是一個特殊字元 (U+FEFF)，它指示文字開頭的位元組順序。

優勢

BMP 中的字元可以用單個 2 位元組程式碼單元表示，從而簡化了文字索引和操作。
UTF-16 透過代理對支援其他字元，從而可以表示大範圍的字元。
UTF-16 用作許多程式語言、框架和作業系統的內部編碼，使其非常適合互操作性。

在處理 Unicode 文字時，UTF-16 被許多程式語言（如 Java 和 C#）和作業系統（如 Windows）廣泛使用。它允許有效地將 BMP 檔案中的字元儲存起來，並在需要時表示補充字元。