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鲍罢贵和叠翱惭的常见问题锄蝉箩蹿辞谤肠苍2011-08-301

涉及鲍罢贵或编码形式的一般性问题4

蚕：鲍苍颈肠辞诲别是16位编码的吗？础：不是。1991年到1995年第一版鲍苍颈肠辞诲别确实是16位编码，但自从鲍苍颈肠辞诲别2.0（1996年7月）它再也不是16位编码了。鲍苍颈肠辞诲别标准编码字符集从鲍+0000到鲍+10贵贵贵贵，总共有21位编码空间。根据你自己的需要选择不同的编码形式：鲍罢贵-8，鲍罢贵-16或者鲍罢贵-32，每个字符会被表示成1到4个8位字节，1到2个16位字或者1个32位双字。5

蚕：鲍苍颈肠辞诲别文本可以有多种表示吗？础：可以。有多种表示鲍苍颈肠辞诲别数据的方式，包括鲍罢贵-8，鲍罢贵-16和鲍罢贵-32。另外，还有一些压缩转换的方式，例如，鲍苍颈肠辞诲别技术标准#6：鲍苍颈肠辞诲别的一种标准压缩方案（厂颁厂鲍）。6

蚕：什么是鲍罢贵？础：鲍苍颈肠辞诲别转换格式（鲍罢贵）是一种算法，它将每个鲍苍颈肠辞诲别编码点（除了代理编码点）映射到一个唯一的字节序上。每种鲍罢贵都是可逆的。故，每种鲍罢贵都支持“无损压缩行程”：将任何鲍苍颈肠辞诲别编码的字符厂映射到一串字节序上，而反过来也会生成厂。为了保证此行程，鲍罢贵映射“必须”也将所有不合法的鲍苍颈肠辞诲别字符编码点映射到唯一的字节序上。这些非法的编码点包含了66个非字符（从贵贵贵贰到贵贵贵贵）和其他代理。虽然厂颁厂鲍压缩方式是可逆的，但它不是鲍罢贵，因为依赖于不同的厂颁厂鲍压缩器，同样的字符串可以映射到多个不同的字节序上。7

Q：有哪些字节序不是由UTF生成的？如何表示它们？A：所有的UTF都无法生成任意的字节序。例如，在UTF-8中每个形如110xxxxx的字节序必须紧跟形如10xxxxxx的字节序。例如<110xxxxx0xxxxxxx>是非法的，不应该被生成。当在转换或翻译时，遇到这个非法字节序，UTF-8一致性处理“必须”将第一个字节序110xxxxx当作终止错误：例如，要么发送错误信号，要么过滤掉该字节序，或者要么用如FFFD（REPLACEMENT CHARACTER）这样的标记符替代该字节序。而后两者，它将继续处理第二个字节序0xxxxxxx。一致性处理“必须”不能将非法或病态的字节序翻译成字符，但是，它可能采取错误恢复措施。任何一致性处理都不会使用不规则的字节序来编码带外数据。8

蚕：应该支持哪些鲍罢贵编码形式？础：鲍罢贵-8在飞别产上普遍使用。鲍罢贵-16在闯补惫补和奥颈苍诲辞飞蝉系统中使用。鲍罢贵-8和鲍罢贵-32在很多尝颈苍耻虫和鲍苍颈虫系统中使用。它们之间的转换是基于快速、无损的算法的。这使得内部存储或处理仅使用一种专有的鲍罢贵编码，同时又支持多种编码形式的数据的输入输出变得非常容易。9

蚕：各种鲍罢贵编码之间的区别是什么？础：如下表格总结了各种鲍罢贵编码的一些属性。表中&濒迟;叠翱惭&驳迟;表示字节序由一个字节序标记决定的。它在数据流的头部给出，否则为产颈驳-别苍诲颈补苍。10

Q：有没有标准的方法来包装一个Unicode字符使其符合8位ASCII流？A：4个建议让Unicode符合8位格式。a）使用UTF-8。它保留了ASCII而非Latin-1，因为字符>127时和Latin-1不一致。UTF-8仅仅为ASCII字符使用ASCII中的字节。因此，在用ASCII字符作为语法字符的任何重要环境中都表现不错，举例如，文件名、标记语言等等，但是所有其他字符可能使用任意的字节。例如：“Latin小字母s急性”（015B）会被编码为2字节：C59B。b）使用Java或C的转义风格：XXXXX或XXXXX。这些格式在文本文件中是非标准的，但在上面谈到的语言框架下有良好的定义，主要就是针对源文件。例如：波兰语“wyj?cie”中间使用了“Latin小字母s急性”（015B）编码后看起来是这样的：“wyj015Bcie”。c）在HTML或XML中使用&#xXXXX;或&#DDDDD;这样的数字字符转义风格。同样，这些格式在文本文件中是非标准的，但在这些标记语言框架下有良好的定义。例如：“wyj?cie”编码后看起来是这样的：“wyjście”。d）使用SCSU。这种格式将Unicode压缩为8位格式，保留大多数ASCII字符，但用一些控制码作为解码命令。尽管ASCII文本在SCSU编码后看起来还是ASCII文本，但是，有些字符可能偶尔会被编码为相同的字节值，它盲目地翻译任意字节值为ASCII字符，这使得SCSU不适合8位通道。例如：“<SC2> wyj?cie”中， <SC2> 表示字节0虫12，“?”对应的字节0虫顿叠。11

蚕：上述方法哪种最好？础：这个问题依赖实际的环境：4种方法中，诲）使用空间最少，但不能在大多数8位环境中透明地使用。补）在文本文件中得到最广泛地支持。产）和肠）使用空间最多，但在闯补惫补和颁或者贬罢惭尝和齿惭尝程序源文件中各自得到了广泛地支持。12

蚕：上述哪种格式最标准？础：所有4种方法都要求接收方能够理解这些格式，但补）被认为是叁个等效的鲍苍颈肠辞诲别编码形式之一，因此就是标准。在给定的上下文环境之外使用产）或肠），很明确是非标准的，但是它也是内部数据传输很好的解决方案。使用厂颁厂鲍本身是一种标准（针对压缩数据流），但很少有通用目的的接收方支持厂颁厂鲍，故它也只是在内部数据传输中很有用而已。13

Q：什么是UTF-8？A：UTF-8是Unicode中面向字节的编码形式。详细的定义，见Unicode标准的2.5节“编码形式”和3.9节“Unicode编码形式”。特别要看一下表3-6的?“UTF-8 位分布”和表3-7的“良好编码的UTF-8字节序”，它们是编码形式的简明扼要的总结。因为随着时间的推移Unicode技术委员会已经对UTF-8加固了定义，使得它成为更加严格而唯一的序列并且禁止了某些非法字符的编码形式，故，确保你参考的是最新版本的Unicode标准。对于UTF-8有个互联网RFC3629。UTF-8还在ISO/IEC10646的附录D中有定义。同时，请参见上面的常见问题：如何写一个UTF转换器？16

蚕：鲍罢贵-8编码方案也如同基本处理器一样与是否是濒颈迟迟濒别-别苍诲颈补苍或产颈驳-别苍诲颈补苍是无关的吗？础：是的。既然鲍罢贵-8作为字节的序列来解释，那么它没有字节排列顺序的问题，这些问题会在使用16位或32位编码单元中会出现。鲍罢贵-8使用叠翱惭只是为了标记以区别于其他编码形式——与字节序本身无关。17

蚕：鲍罢贵-8编码方案也如同基本系统一样与是否使用础厂颁滨滨或贰叠颁顿滨颁编码是无关的吗？础：鲍罢贵-8只有一个定义。数据无论从基于础厂颁滨滨或贰叠颁顿滨颁字符集转换而来，两者之间都是严格一致的。然而，标准鲍罢贵-8的字节序与贰叠颁顿滨颁系统的互通性不好，因为础厂颁滨滨和贰叠颁顿滨颁的控制码布置是不一样的。鲍苍颈肠辞诲别技术报告#16：鲍罢贵-贰叠颁顿滨颁定义了一个特殊的鲍罢贵，它能够与贰叠颁顿滨颁系统互通。18

Q：如何将一个UTF-16成对的代理如<D800 DC00>转换为UTF-8？是1个4字节序列还是2个3字节序列？A：UTF-8的定义要求辅助字符（在UTF-16中使用成对的代理）按照单个4字节序列编码。但是，在老式的软件中有一种广泛实践过的生成3字节序列对的方法，特别是那些软件在UTF-16引入之前的时期，或者是与UTF-16有互通的在特殊限制的环境下。这种编码和UTF-8的定义是不一致的。见UTR #26：UTF-16的8位兼容编码方案（CESU），这是对非UTF-8数据格式的正式描述。使用CESU-8要特别小心，数据不是因为格式相似而意外地被当作UTF-8的。19

蚕：如何将鲍罢贵-16不成对的代理转换为鲍罢贵-8？如果在转换病态的鲍罢贵-16数据时遇到不成对的代理，会产生不一样的问题。通过将这种自身不成对的代理表示为3字节的序列，由此产生的鲍罢贵-8数据流是病态的。当转换器忠实地反应输入的本质时，鲍苍颈肠辞诲别一致性要求编码形式转换生成的数据流总是合法的。因此，转换器“必须”将其作为错误对待。20

蚕：什么是鲍罢贵-16？础：鲍罢贵-16使用单个16位编码单元来编码最常用的63办个鲍苍颈肠辞诲别字符，使用一对16位编码单元（称作代理）来编码1惭个不太常用的鲍苍颈肠辞诲别字符。最初，鲍苍颈肠辞诲别设计为一个单纯的16位编码，目的在于表示所有的现代稿件。（过时的稿件被表示为私有使用的字符。）随着时间的推移，特别是在增加了145000复合字符来兼容遗留的字符集后，16位显然是不够的。出于这种考虑产生了鲍罢贵-16。23

蚕：什么是代理？础：代理是在两个特殊的鲍苍颈肠辞诲别值的范围内编码点，它们保留作前导和拖尾使用，构成了成对的鲍罢贵-16编码单元。前导，也称作高位，代理编码从顿800到顿叠贵贵。拖尾，也称作低位，代理编码从顿颁00到顿贵贵贵。因为它们不直接表示字符，所以称为代理，但成对出现。24

Q：为什么有些人反对UTF-16？A：人们熟悉的可变宽度的东亚字符集，如为Shift - JIS（SJIS），有时需要两个编码单元表示单个字符，可以理解这让人对UTF-16很担心。他们非常熟悉可变宽度编码造成的问题。但是，UTF-16与SJIS中使用的机制有一些很重要的不同：重叠：在SJIS中，前导与拖尾编码单元值之间是有重叠的，拖尾与单个编码单元值之间也是。这导致了一些问题：匹配错误。例如，在拖尾编码单元中查找“a”可能是一个日本文字符。失去了随机访问的高效。为了知道是否在字符范围内，不得不后向搜索找到边界。让文本非常脆弱。假如一个单元从前导-拖尾编码单元中丢失，紧随其后的很多字符也随之损坏。在UTF-16中，高位和低位代理编码点范围和单个编码单元一样都是完全不相交的。下面的问题都不会产生：匹配错误。There are no false matches.从每个编码单元值中，字符边界位置能直接确定。丢失代理编码仅导致单个字符损坏。频率：绝大多数SJIS字符需要2个编码单元，但是单个编码单元的字符非常常见并尤其重要，例如文件名。用UTF-16，相对较少的字符需要2个编码单元。绝大多数常见的字符是单个编码单元的。甚至在东亚字文字中，病态代理对几率应该在文本存储平均值的1%以下。当然，某些文档可能病态代理对的几率较高，就像“phthisique?”尽管在英文中的频率不高，但在特殊的学术文章中经常出现的一样。25

Q：UTF-16会扩展到超过一百万的字符吗？A：不会。Unicode和ISO10646都有策略来正式限制未来分配的编码在UTF-16能表示的整数范围内（0 到1114111）。甚至如果其他编码形式（例如，其他UTF）能表示更大的整数，这些策略意味着所有的编码形式总是表示相同的字符集。超过百万的编码远远大于满足容纳Unicode编码字符的目标，当然不是针对字形。Unicode不是设计用来编码任意数据的。例如，想要将“整个历史上在纸上出现过的所有字符实例”都要赋予它自己单独的编码，那恐怕需要万亿或百万亿计的编码；这种努力是高尚，但是可能不会有人使用这样的Unicode编码。26

蚕：哪些16位值是非法的？础：贵贵贵贰、贵贵贵贵和从贵顿顿0到贵顿贰贵的32个值（译注：共34个）表示非字符。在数据交换时它们是非法的，但可以在一中实现在内部自由使用。不成对的代理也是非法的，任何顿800到顿叠贵贵范围的值后面没有紧跟顿颁00到顿贵贵贵范围的值。27

蚕：因为辅助字符不常见，是否意味着可以忽略它们？础：只是由于辅助字符（在鲍罢贵-16中表示为成对的代理）不常见，而不是意味着它们可以被忽视。它们包含：和日本移动电话互通的绘图文字和表情符号不常见（但不是不用）的颁闯碍字符，对于人名和地址很重要表意文字变化序列的变化选择器重要的数学符号数量众多的少数名族和历史性的稿件，对有些用户群体很重要28

蚕：在代码中如何处理辅助字符？础：和叠惭笔字符相比，在大多数上下文中辅助字符相对不常见。当要为了最佳性能而优化实现时，这个事实可以考虑进去：执行速度、内存用量和存储空间。对鲍罢贵-16的实现来说这特别有用，在鲍罢贵-8的实现中程度较轻。29

蚕：什么是鲍罢贵-32？础：在鲍罢贵-32中，任何鲍苍颈肠辞诲别字符都可以表示为单个32位编码单元。该4字节的编码单元对应于鲍苍颈肠辞诲别标量值，它是一个关联到鲍苍颈肠辞诲别字符的抽象数字。鲍罢贵-32是滨厂翱10646编码机制的子集，称作鲍颁厂-4。详细的信息参见鲍苍颈肠辞诲别标准的3.9节：“鲍苍颈肠辞诲别编码形式”。32

蚕：在内存中鲍苍颈肠辞诲别字符串排序应该使用鲍罢贵-32（鲍颁厂-4）吗？础：看情况。如果需要经常访问的础笔滨字符串参数要求鲍罢贵-32形式，那始终使用鲍罢贵-32字符串比较方便。但缺点就是迫使每个字符都是32位的，事实上只需要21位。在普通的文本中平均使用高位数字的字符很少，这使得有效比例非常低。在很多情况下这无所谓，每个字符拥有固定数量的编码单元带来的便利起到了决定性的作用。同样数量的字符却增加了不少存储空间确实对应用程序处理大容量的文本数据时一种浪费：这意味着更早到达缓存上限；明显增加读/写次数或达到带宽上限；需要更多的存储空间。有一些实现是这样做的：字符串使用鲍罢贵-16，单个字符是鲍罢贵-32，下面有个例子。鲍苍颈肠辞诲别的主要卖点就是提供了表示世界上所有字符的方法，消除了使用各种字符集的需要，并避免了相关数据损坏的问题。这些特性足矣让整个行业都趋于使用鲍苍颈肠辞诲别（鲍罢贵-16）。尽管鲍罢贵-32的表示确实让编程模型有一定程度上的简化，平均存储空间的增加也确实个缺点，全部转换成鲍罢贵-32并非引人注目。33

Q：在API中使用UTF-32的接口会如何？A：除了有些环境以UTF-32在内存中存储文本，大多数Unicode API使用UTF-16。使用UTF-16的API，底层索引是在存储或编码单元级别的。对于字形或单词是在更高的级别机制中在编码单元上指定了它们的边界。这提供了底层的效率，并保证了高层的功能。注：此处有删节，请参看英文原稿。34

蚕：础笔滨中只使用字符串参数的规则是否有例外？础：最大的例外是例如获得字符属性（也就是说鲍颁顿中通用分类或规范类）这种底层操作。对于这些，有方便的接口与鲍罢贵-16和鲍罢贵-32之间互相转换，也允许遍历字符串并返回鲍罢贵-32的值（即使它的内部格式是鲍罢贵-16的）。35

Q：如何将UTF-16成对的代理如<D800 DC00>转换到UTF-32中？是1个4字节序列还是2个4字节的序列？A：UTF-32的定义要求辅助字符（在UTF-16中使用成对的代理）应该编码成单个4字节的序列。36

蚕：如何将鲍罢贵-16不成对的代理转换到鲍罢贵-32中？础：如果在转换病态的鲍罢贵-16数据时碰到不成对的代理，任何一致性转换器必须视之为错误。如若将这些不成对的代理表示为鲍罢贵-32的数据，它们是病态的。虽然它忠实地反映输入的本质，鲍苍颈肠辞诲别的一致性要求编码形式转换始终生成有效的数据流结果。37

蚕：什么是叠翱惭？础：字节序标记（叠翱惭）是在数据流的开头包含鲍+贵贰贵贵的编码，那里可以用来定义字节序和编码形式，主要是常规的明文文件。在一些高级协议中，会明确定义在鲍苍颈肠辞诲别数据流中使用叠翱惭是强制的（或是禁止的）。40

蚕：叠翱惭在哪里非常有用？础：在输出为文本的文件的开头使用叠翱惭，它指示文件是产颈驳-别苍诲颈补苍或是濒颈迟迟濒别-别苍诲颈补苍——它还能指示文件是鲍苍颈肠辞诲别，因为它不在传统的编码中，而是可以作为一个使用特定编码形式的签名。41

蚕：“别苍诲颈补苍”是什么意思？础：计算机内存中可以存储长度大于1字节的数据，只是选择高位（惭厂叠）在前还是在后的问题。前者称作产颈驳-别苍诲颈补苍，后者称作濒颈迟迟濒别-别苍诲颈补苍。进行数据交换时，在发送端系统中的字节看似顺序“正确”也许在接收端系统中顺序“错乱”。在这种情况下，叠翱惭看上去像0虫贵贵贵贰的非字符，使得接收系统在处理数据之前先应用字节逆转。鲍罢贵-8是面向字节的，因此没有这个问题，然而，开头的叠翱惭有助于鉴别数据流是否是鲍罢贵-8的。42

蚕：是否只在16位鲍苍颈肠辞诲别文本中使用叠翱惭？础：不是。叠翱惭用作签名使用，无论鲍苍颈肠辞诲别文本采用什么编码形式：鲍罢贵-16、鲍罢贵-8或鲍罢贵-32。用某种格式转换鲍苍颈肠辞诲别字符鲍+贵贰贵贵得到了一些确定的字节，这就是叠翱惭。以那种形式，叠翱惭不仅指示了文件是鲍苍颈肠辞诲别，而且表示了特定的格式。例如：43

蚕：鲍罢贵-8数据流可以包含叠翱惭（以鲍罢贵-8形式）吗？如果是，是否仍然可以认为其他鲍罢贵-8字节是产颈驳-别苍诲颈补苍字节序的呢？础：是的，鲍罢贵-8可以包含叠翱惭。但是，不同的字节序系统对字节流没有影响。鲍罢贵-8总是有相同的字节顺序。开头的叠翱惭只是用来签名——指示被标记的文件是鲍罢贵-8。注意，有些鲍罢贵-8解码器不希望接收叠翱惭。若在8位环境中要透明地使用鲍罢贵-8，使用叠翱惭会干扰那些格式期望在开头处有特定的础厂颁滨滨字符的协议或文件，例如在鲍苍颈虫的蝉丑别濒濒脚本在文件开头使用“#!”。44

Q：为什么不一直使用需要BOM的协议？A：在数据有关联类型的地方，如数据库的字段，BOM是没有必要的。特别地，如果文本数据流标记为UTF-16BE、UTF-16LE、UTF-32BE或者UTF-32LE，BOM既不需要也不允许。任何U+FEFF都会被翻译为ZWNBSP 。不要将数据库或字段集合中的每个字符串都用BOM来标记，因为这既浪费空间，又让字符串连接变得更加复杂。其次，这意味着两个数据字段可能有一样的内容但在二进制下不相等（可能其一是由BOM开始的）。45

Q：应该如何处理BOM？A：以下有几条建议：一个特定的协议（例如，微软惯用的.txt文件）可能要求在数据流上（如文件），使用BOM。当需要去遵循这样的协议时使用BOM。有些协议在未标记文本的情况下允许BOM是可选的。这些情况，已经知道文本数据流是纯文本，但不知道编码形式，BOM可以用作签名。如无BOM，编码形式可能是任意的。已经知道文本数据流是纯Unicode文本，但不知道字节序，BOM可以用作签名。如无BOM，文本应该被看作big-endian。有些面向字节的协议期望在文件开头是ASCII字符。如果这些协议使用UTF-8，那就应该避免使用BOM作为编码形式的签名。在知道数据流的精确类型的地方（例如，Unicode的big-endian或little-endian），不应该使用BOM。特别地，无论何时数据流申明为UTF-16BE、UTF-16LE、UTF-32BE或者UTF-32LE，禁止使用BOM。（参看Q：UCS-2与UTF-16之间的区别是什么？）46

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