java基础类型中的char和byte的辨析及Unicode编码和UTF-8的区别

2021-05-19 00:30

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标签：世界表示 mil 不能二进制格式 unicode编码 vsc 计算机 osi

在平常工作中使用到char和byte的场景不多，但是如果项目中使用到IO流操作时，则必定会涉及到这两个类型，下面让我们一起来回顾一下这两个类型吧。

char和byte的对比

byte

byte 字节，数据存储容量1byte，byte作为基本数据类型表示的也是一个存储范围上的概念，有别于int、long等专门存数字的类型，这种类型的大小就是1byte,而int是4byte。

存数字的话就是1byte=8位，2^8=256 即-128-127。字符的话包括字母和汉字，一个字母是1byte，一个汉字2byte。也就是可以用byte变量去存储一个英文字符，但是却存不下一个中文汉字，因为一个汉字占2byte。

总结，byte是java中的一个基本数据类型，这个数据类型的长度是1byte，此byte就是彼byte,即是基本数据类型也是存储空间的基本计量单位。

char

char是Java中的保留字，与别的语言不同的是，char在Java中是16位的，因为Java用的是Unicode。不过8位的ASCII码包含在Unicode中，是从0~127的。

Java中使用Unicode的原因是，Java的Applet允许全世界范围内运行，那它就需要一种可以表述人类所有语言的字符编码。Unicode。

char本质上是一个固定占用两个字节的无符号正整数，这个正整数对应于Unicode编号，用于表示那个Unicode编号对应的字符。

由于固定占用两个字节，char只能表示Unicode编号在65536以内的字符，而不能表示超出范围的字符。

Unicode和UTF-8的对比

Unicode

需要注意的是，Unicode只是一个符号集，它只规定了符号的二进制代码，却没有规定这个二进制代码应该如何存储。

比如，汉字"严"的unicode是十六进制数4E25，转换成二进制数足足有15位（100111000100101），也就是说这个符号的表示至少需要2个字节。表示其他更大的符号，可能需要3个字节或者4个字节，甚至更多。

这里就有两个严重的问题，第一个问题是，如何才能区别Unicode和ASCII？计算机怎么知道三个字节表示一个符号，而不是分别表示三个符号呢？第二个问题是，我们已经知道，英文字母只用一个字节表示就够了，如果Unicode统一规定，每个符号用三个或四个字节表示，那么每个英文字母前都必然有二到三个字节是0，这对于存储来说是极大的浪费，文本文件的大小会因此大出二三倍，这是无法接受的。

它们造成的结果是：1）出现了Unicode的多种存储方式，也就是说有许多种不同的二进制格式，可以用来表示Unicode。2）Unicode在很长一段时间内无法推广，直到互联网的出现。

UTF-8

互联网的普及，强烈要求出现一种统一的编码方式。UTF-8就是在互联网上使用最广的一种Unicode的实现方式。其他实现方式还包括UTF-16（字符用两个字节或四个字节表示）和UTF-32（字符用四个字节表示），不过在互联网上基本不用。重复一遍，这里的关系是，UTF-8是Unicode的实现方式之一。

以utf8为例，utf8是一个变长编码标准，可以以1~4个字节表示一个字符，而中文占3个字节，ascII字符占1个字节。

为什么我们在java里面可以用一个char来表示一个中文呢？

因为java是以unicode作为编码方式的。unicode是一个定长的编码标准，每个字符都是2个字节，也就是1个char类型的空间。

在编译时会把utf8的中文字符转换成对应的unicode来进行传输运算。

示例代码

package com.lingyejun.io;

import java.io.UnsupportedEncodingException;

/**
 * Created by Lingye on 2018/9/28 14:34
 */
public class ChineseCharCode {

    public static void main(String[] args) {
        String str = "中";
        char c = ‘中‘;
        // java使用unicode编码，一个字符占两个字节
        System.out.println("char字符 中 二进制"+Integer.toBinaryString(c));
        try {
            // UTF-8是Unicode的实现方式之一
            System.out.println(str.getBytes("UTF-8").length);
            // UTF-16也是Unicode的实现方式之一，但使用较少
            System.out.println(str.getBytes("UTF-16").length);
        } catch (UnsupportedEncodingException e) {
            e.printStackTrace();
        }
    }
}

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