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详细讲解 ascii 、byte 以及 UTF-8、base64 的转码规则

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废话不说,直奔主题

ascii

计算机只接受 “高”、“低”电压,所以使用二进制 1 和 0 分别代表高低电压

ascii 将 “字符”和“符号”转为二进制,在通过二进制转为电压让计算机识别

0-127 是 7 位ASCII 码的范围,是国际标准 0111 1111

byte 字节

1 byte = 8 bit 就是8位二进制数 在不同语言中,字节范围不应,这主要取决于最高位是不是符号位

ascii 就是用一个字节,8位二进制表示一个字符或者符号

如 小写字母 a 的 ascii 编码是97,不同进制表示如下

二进制:01100001 (高四位 0110 低四位 0001)

十进制:26 + 25 + 20 = 64 + 32 + 1 = 97

了解了ASCII,再来看看其他编码和byte的关系

gb2312 两字节

utf-8 一个 "英文" 字符一字节,一个 "中文" 字符三字节

unicode 所有字符等于 "两个字节"

UTF-8

以 UTF-8 JAVA 中 将字符串转换为字节为例

//字符串和byte转换样本

byte[] str2byte = new String("中汉").getBytes("utf-8");

for (byte b : str2byte) {

System.out.println(b);

}

byte[] byte2str = { -28, -72, -83, -27, -101, -67 };

String str = new String(byte2str, "utf-8");

System.out.println(str);

解释:

比如 “汉” 这个字要在网络上传输,最终是要使用二进制表示电压

unicode 编码表中 “汉”字的编码是0x6C49,

转成UTF-8格式,对照映射表, 0x6C49在0x0800-0xFFFF之间, UTF-8使用用3字节模板了:1110xxxx 10xxxxxx 10xxxxxx

0x6C49 是16进制表示, 6C49 写成二进制是:0110 1100 0100 1001

用这个比特流依次代替模板中的x,得到:11100110 10110001 10001001,即E6 B1 89

在 java 中,首先要把汉字转成字节,计算出来的 是 -26,-79,-119,我们发现和E6 B1 89 不同

那么是如何换算呢

E6 => 1110 0110 因为JAVA中 byte 是 -128 ~ 127,高位是符号位

计算方式为 采用补码计算 取反后+1 去掉符号位,0001 1001 + 1 = 16+8+1 + 1 = 26

高位1 位负数, 所以 E6 对应 -26, 在通过字节传输给网络流,转成二进制

那么使用UTF-8 将一串中英文转成二进制,计算机如何接收呢

这个就是UTF-8规则编码,计算机指定了UTF8编码接收二进制并进行转移,当发现字节以0开头,表示这是一个标准ascii字符,直接转义 ,当发现1110开头,就说明接下来的三个字节表示一个汉字,则取3个字节去掉模板后转义,UTF8编码模板如下

1字节 0xxxxxxx

2字节 110xxxxx 10xxxxxx

3字节 1110xxxx 10xxxxxx 10xxxxxx

4字节 11110xxx 10xxxxxx 10xxxxxx 10xxxxxx

5字节 111110xx 10xxxxxx 10xxxxxx 10xxxxxx 10xxxxxx

6字节 1111110x 10xxxxxx 10xxxxxx 10xxxxxx 10xxxxxx 10xxxxxx

base64

作用:

主要用于将二进制数据转换成可见字符

由来:

早期 MIME 协议 Multipurpose Internet Mail Extensions 只能传输ASCII字符,这样非英文字符和图片就无法在邮件中发送

(ASCII包含的字符少,GBK等包含的中文在ascii表示不了,所以有UTF)

BASE64就是将这些二进制数据转换成64个定义好的ASCII字符,一方面可以传输,一方面可以也可见,比如XML里加入二进制图片持久化,就是用 BASE64 进行存储

BASE64 最小使用单元是3字节,24bit 转换后将24bit且成4块,然后每块是6bit,因为计算机存储字节是8bit,所以在高位补两个0

e.g. 100101 转换后 00100101

这样就得到了4个ascii 字符,不过长度也随之增加

另外,URL里不支持 / +这类字符,所以一般使用 safe url base 64编码,由于BASE64是3*8 = 4*6 的游戏,

注意:当转换成6位时,需要查BASE64编码表,而不是查ASCII表,另外,当转化不是3的倍数时,看下图

(借用网上的一张图片 http://www.cnblogs.com/caoyc/p/5794720.html)

这里再举例小写 a

01100001 转换后是 011000 010000 补4个0变成2字节,得到YQ,BASE64要求4个字节 补两个 ==

得到 YQ==

文章参考:http://www.cnblogs.com/caoyc/p/5794720.html