[教程]-ASCII_Unicode和UTF-8之间的区别和联系
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### ASCII、Unicode与UTF-8的区别与联系
#### 一、ASCII码
ASCII码（American Standard Code for Information Interchange，美国信息交换标准代码）是一种基于拉丁字母的一套电脑编码系统，用于显示现代英语和其他西欧语言。在计算机内部，所有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）。一个字节一共可以用来表示256种不同的状态，即256个符号，范围从00000000到11111111。
ASCII码一共规定了128个字符的编码，例如空格“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。这意味着在ASCII编码下，字符编码的范围是00000000到01111111。
#### 二、非ASCII编码
尽管ASCII码足够表示英语字符，但对于其他语言，128个符号是远远不够的。为了表示更多的字符，例如带有重音的字母，一些欧洲国家开始利用字节中闲置的最高位（第8位）来扩展字符集，形成了所谓的扩展ASCII码，可以表示最多256个符号。然而，不同国家采用了不同的扩展方法，导致相同的二进制值在不同的编码方案中表示不同的字符。例如，二进制10000010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)。
亚洲国家的文字使用的符号更多，例如汉字多达数万个。由于一个字节只能表示256种符号，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，理论上最多可以表示256x256=65536个符号。这种多字节编码方式与Unicode和UTF-8并无直接关联。
#### 三、Unicode
Unicode是一种国际化的字符编码标准，旨在为世界上所有语言提供一个统一的编码方案。它是一个庞大的字符集，当前版本可以容纳超过100万个符号。每个符号都被赋予一个独一无二的编码，从而解决了不同编码方案导致的乱码问题。Unicode中的符号编码通常用十六进制表示，例如阿拉伯字母Ain的Unicode码是U+0639，英语大写字母A的Unicode码是U+0041，汉字“严”的Unicode码是U+4E25。
#### 四、Unicode的实现问题
尽管Unicode是一个理想的字符集，但它并没有规定具体的存储方式。Unicode字符的编码长度各不相同，从1字节到4字节以上都有可能。这种不确定性导致了以下两个问题：
1. **区分Unicode和ASCII**：计算机如何判断一组二进制数据是表示一个Unicode字符还是多个ASCII字符？
2. **存储效率**：如果每个字符都用固定长度的字节表示（如3字节或4字节），那么对于只用一个字节就能表示的英文字符来说，将会有大量的空间浪费。
这些问题促使人们开发出了多种Unicode的实现方式，以便于实际应用。
#### 五、UTF-8编码
UTF-8（8-bit Unicode Transformation Format）是Unicode的一种常见实现方式。它是互联网上使用最广泛的Unicode编码方式之一。UTF-8是一种可变长度的编码方式，它可以使用1到4个字节表示一个符号，具体取决于该符号的Unicode码值。这种编码方式的优点在于：
- **兼容ASCII**：对于单字节的符号（即ASCII字符），UTF-8编码与ASCII编码完全相同，即符号的Unicode码值就是其UTF-8编码值。
- **高效存储**：通过变长编码，UTF-8能够有效地表示ASCII字符，同时也能支持其他语言的字符，从而避免了固定长度编码带来的存储浪费问题。
- **易于解析**：UTF-8编码规则简单明了，使得解析器可以轻松识别出单字节和多字节编码，并且能正确处理任意Unicode字符。
ASCII、Unicode以及UTF-8是计算机科学中非常重要的概念。ASCII为早期的计算机通信提供了基础；Unicode为全球范围内的字符提供了一个统一的标准；而UTF-8则作为一种高效的Unicode实现方式，使得这些字符能够在互联网上流畅传输。
