ANSI编码和Unicode编码的不同

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利用今天一天的时间，研究了一下ANSI编码和Unicode编码的不同，下面把我的研究成果写下来，以备

日后参考。

ANSI编码最常见的应用就是在Windows当中的记事本程序中，当新建一个记事本，默认的保存编码格式

就是ANSI，ANSI应该算是一种压缩编码了，当遇到标准的ASCII字符时，采用单字节表示，当遇到非标

准的ASCII字符(如中文)时，采用双字节表示。

Unicode编码标准已在近年来的多种新科技当中被加以采用，包含了可扩展置标语言（XML）、Java程

序语言、以及最新的操作系统中。

下面用实验的方法来进行研究这两者之间的差别:
首先要准备的软件有UltraEdit，用于对文本进行比较；其次用于分析网络字节序的辅助网站

http://bm.kdd.cc/

步入正题，在一个空白的文件夹下创建一个记事本文档“新建 文本文档.txt”，在里面输入“宋体

ABC(回车)”(不包含引号，最后要在ABC后输入一个回车)，保存并关闭该文档，将此文件选中之后直

接复制、粘贴，在相同的文件夹下就产生了“复件 新建 文本文档.txt”，再次打开“新建 文本文档

.txt”，选择菜单中的“文件”->“另存为”，在另存为对话框中，最下面有“编码”，选择Unicode

。保存，选择替换。

然后打开UltraEdit，在菜单中选择“文件”->“比较文件”(或直接按快捷键Alt+F11)，选择第一个要比较的文件为“新建 文本文档.txt”，选择第二个要比较的文件为“复件 新建 文本文档.txt”，“比较模式”选择文件，“二方比较”，“要比较的第一个文件”为“二进制”，“编辑器平铺”选择“垂直平铺”，点击“比较”，程序自动对这两个文本文件进行比较，并以16进制的形式显示，如下图所示

根据分析，其代表的意义如下图所示

采用Unicode编码存储的文本文档

采用ANSI编码存储的文本文档

在用Unicode对文字进行编码时，头两个字节一定是FF FE，这样用来标识此文档以Unicode编码

下面来关注一下内容的编码部分

中文，作为一种非ASCII字符，不可能只用一个字节来表示一个汉字，至少需要用两个字节来表示，所以，中文是一种双字节字符，下图所示的是在http://bm.kdd.cc/上查询到的“宋体”两个汉字，分别用Unicode编码和ANSI编码的十六进制内容:

用Unicode编码的“宋体”

用ANSI编码的“宋体”

在Unicode编码中，“宋”这个汉字的编码为5B 8B，按照二进制的说法，5B是高八位，8B是低八位，然而，对照着前面所标注的结果，用Unicode编码的文本文件中，先存储的是8B这个低八位，然后再存储的5B这个高八位，这就是Windows内部在处理Unicode字符的时候与其他系统(如Mac OS)的不同，Windows先处理Unicode字符的低八位，然后再处理高八位；而有的系统是先处理高八位，再处理低八位，这就是为什么在Internet上要规定“网络字节序”。(2011.3.29 更正：本地字节序处理顺序只与CPU架构有关，与操作系统无关，之前误以为Mac OS与Windows不同是因为Mac机之前使用的是PPC处理器，该处理器采用大端对齐方式，而从Mac OS 10.4开始出现了支持Intel x86 CPU的系统，这时基于Intel x86架构处理器的Mac机字节序变为小端对齐。另外，本文中所述Unicode编码也不严谨，应为UTF16编码。特此更正)

在ANSI编码中，完全不存在这个问题，“宋”的ANSI编码为CB CE，在存储这些字符的时候也是按照先高八位，后低八位的方式存储的。

以上讨论了中文在Unicode和ANSI编码中的特点，下面看一下ASCII字符在这两种编码中的特点：

在Unicode中，所有字符都是以两个字节来存储的(2011.6.22更正：在UTF-16编码格式中，并非所有字符都是以两个字节来存储的。试想一下，如果仅仅用两个字节来存储一个字符，编码空间为65536个，这个数量连中文都包含不全。之前的理解有偏差，UTF-16编码是以两个字节为基本编码单位来存储的。如果一个字符超出了这两个字节所能表示的空间，则会再次申请两个字节来编码。特此更正)，而ASCII字符仅用一个字节就可以表示，那么另外一个字节的内容就会被置为00。采用Unicode会产生的缺点就是：如果一篇文章里全是英文，那么，采用Unicode方式编码存储，所占用的存储空间会大约增加一倍(因为头部还要多两个字节的FF FE标识)，但是采用Unicode编码的好处就是适合同一文档中采用不同语言的文字，因此Unicode编码广泛应用于xml语言和编写多语言程序。

在本文的第二组图中，可以看到，采用Unicode编码的大写英文字母A，其编码为00 41(之前曾经解释了Windows在处理Unicode字符的时候先处理低八位，后处理高八位)，因为Unicode存储的任何字符都占用2个字节的空间，所以在解码的时候就两个字节两个字节地取。如果发现高八位不是00，则认为这两个字节表示一个非ASCII字符，反之如果发现高八位为00，则可知，该字符为ASCII字符，于是取出低八位，再根据ASCII码表查到对应字符，因为取出的低八位认为表示的是一个ASCII字符，所以字符空间为2的8次方，也就是256个，因此采用Unicode编码表式的ASCII字符属于扩展的ASCII字符集。

在第二组图的ANSI编码解释中可以看到，存储一个大写英文字母A仅用了一个字节，内容为41。十六进制的41转换为八位的二进制后应该是 01000001，可以看到，此二进制数的最高位为0，ANSI编码在存储ASCII字符时采用的是传统的ASCII字符集，其字符数量为128，正好2的7次方就是128，因此最高位一定是0。汉字“宋”的ANSI编码为CB CE，将这两个字节的十六进制数转换为二进制，结果为[11001011][11001110] ，每个字节的最高位都是1，由此可以推断在解码的时候，一次读取一个字节的内容，看一下该字节的最高位是否为1，如果为1，暂存该字节，并读取下一个字节，新读取的这个字节的最高位应该也为1，这样将两个字节合并然后去查询对应的字符；如果第一次读到的一个字节最高位为0，那么就按此字节的内容直接查询传统的ASCII码表，找到对应的字符。

最后再分析Windows中的回车换行特点。在开始的时候为了准备这个实验用的文本文档，在输入完ABC后又输入了一个回车。但是通过分析得知，在文本存储的时候并不是仅存了一个“回车”，还存了一个“换行”，而且是先存储的“回车”后存储的“换行”(见ASCII码表：0D->回车；0A->换行)，这与Linux/Unix中的换行方式不同，在Linux/Unix中仅用一个0D(回车)就可以令文本换行。如果将一个在Linux/Unix中编写的文本文档直接拷贝到Windows中打开(最简单的可以在Windows下查看百度首页的源代码)，就会看到这些文字几乎都是连着的，没有换行，那是因为在该文档中并没有显式地存储0A(换行符)，虽然这篇文章在Linux/Unix中看起来很正常。