Использование Unicode

Использование Unicode

Для описания символов сотен языков всего мира, а также других символьных обозначений (например, математических символов) Unicode позволяет использовать три формы кодирования — UTF-8, UTF-16 и UTF-32.

UTF-8

В UTF-8 символы разных диапазонов кодируются последовательностями, состоящими из разного количества байт в соответствии со следующими правилами.

? Символы с кодами в интервале #x0–#x7F кодируются одним байтом, первый бит которого равен нулю.

? Для остальных символов число байт определяется количеством ведущих единиц первого байта последовательности.

? Два первые бита каждого последующего байта равны единице и нулю соответственно.

? Все остальные биты используются для кодирования символа.

В табл. 1.2 для каждого интервала символов показано количество байт, нужных для кодирования символа, форма кодирования и количество бит, доступных для кода.

Таблица 1.2. Формы кодирования символов в UTF-8

К примеру, символу "Э" (заглавной русской букве "Э") Unicode присваивает код #x42D или 10000101101 в двоичном представлении. Это значение входит в интервал #x80-#x7ff, значит, для кодирования нужно использовать двух-байтовую форму вида 110xxxxx 10xxxxxx, где символы "x" обозначают 11 бит, доступных для кодировки. Таким образом, данному символу будет соответствовать следующий двоичный код:

11010000 10101101

или #xD0AD в шестнадцатеричном представлении.

Полужирным шрифтом выделены управляющие биты UTF-8 (110 означает, что символ закодирован двухбайтной последовательностью, 10 определяет второй байт последовательности), курсивом — биты кода символа.

Удобство UTF-8 заключается в том, что кодировка первых 127 символов совпадает с широко распространенной 7-битной кодировкой ASCII. Это делает возможным использование уже существующего программного обеспечения для обработки текста в UTF-8, например текстовых редакторов.

UTF-16

Для записи наиболее часто используемых символов с кодами, меньшими #xFFFF, UTF-16 использует двухбайтные последовательности, в которых каждый бит соответствует биту кода. Помимо этого, в UTF-16 могут быть также представлены символы с кодами в диапазоне #10000-#FFFFF. Для кодирования этих символов в UTF-16 применяются пары 16-битных значений в интервале #xD800-#xDFFF (ранее зарезервированные Unicode), называемые суррогатными парами (surrogate pairs). Младшие 10 бит каждого значения отводятся на кодировку символа, что в итоге дает 20 бит, достаточных для записи любого кода, не превышающего #xFFFFF (табл. 1.3).

Таблица 1.3. Формы кодирования символов в UTF-16

Примеры

Символ "Э" с кодом #x42D будет записан в UTF-16 в виде последовательности из двух байт — #x042D.

Для символа с кодом #x153DC (в двоичном представлении — 10101001111011100) понадобится 4 байта. Он будет записан в виде

1101100001010100 1101101111011100

или #xD854DBDC в шестнадцатеричном исчислении.

Полужирным шрифтом выделены управляющие биты UTF-16, курсивом — биты кода символа.

UTF-32

UTF-32 является самой простой формой кодирования — для каждого символа, вне зависимости от диапазона, используются 4 байта. Такой способ, несомненно, не является самым экономичным с точки зрения объема хранимой информации, но во многих случаях предоставляет определенные преимущества при обработке текста, так как символы не нужно декодировать.