经过javascript进行UTF-8编码

经过javascript进行UTF-8编码

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javascript的字符集：

javascript程序是使用Unicode字符集编写的。Unicode是ASCII和Latin-1的超集，并支持地球上几乎全部的语言。ECMAScript3要求JavaScript必须支持Unicode2.1及后续版本，ECMAScript5则要求支持Unicode3及后续版本。因此，咱们编写出来的javascript程序，都是使用Unicode编码的。

UTF-8

UTF-8（UTF8-bit Unicode Transformation Format）是一种针对Unicode的可变长度字符编码，也是一种前缀码。

它能够用来表示Unicode标准中的任何字符，且其编码中的第一个字节仍与ASCII兼容，这使得原来处理ASCII字符的软件无须或只须作少部分修改，便可继续使用。所以，它逐渐成为电子邮件、网页及其余存储或发送文字的应用中，优先采用的编码。

目前大部分的网站，都是使用的UTF-8编码。

将javascript生成的Unicode编码字符串转为UTF-8编码的字符串

如标题所说的应用场景十分常见，例如发送一段二进制到服务器时，服务器规定该二进制内容的编码必须为UTF-8。这种状况下，咱们必须就要经过程序将javascript的Unicode字符串转为UTF-8编码的字符串。

转换方法

转换以前咱们必须了解Unicode的编码结构是固定的。
不信能够试一试 String 的 charCodeAt 这个方法，看看返回的 charCode 占几个字节。

• 英文占1个字符，汉字占2个字符

然而，UTF-8的编码结构长度是根据某单个字符的大小来决定长度有多少。
下面为单个字符的大小占用几个字节。单个unicode字符编码以后的最大长度为6个字节。

• 1个字节：Unicode码为0 - 127
• 2个字节：Unicode码为128 - 2047
• 3个字节：Unicode码为2048 - 0xFFFF
• 4个字节：Unicode码为65536 - 0x1FFFFF
• 5个字节：Unicode码为0x200000 - 0x3FFFFFF
• 6个字节：Unicode码为0x4000000 - 0x7FFFFFFF

具体请看图片：

由于英文和英文字符的Unicode码为0 - 127，因此英文在Unicode和UTF-8中的长度和字节都是一致的，只占用1个字节。这也就是为何UTF8是Unicode的超集！

如今咱们再来讨论汉字，由于汉字的unicode码区间为0x2e80 - 0x9fff, 因此汉字在UTF8中的长度最长为3个字节。

那么汉字是如何从Unicode的2个字节转换为UTF8的三个字节的哪？

假设我须要把汉字"中"转为UTF-8的编码

一、获取汉字Unicode值大小

var str = '中';
var charCode = str.charCodeAt(0);
console.log(charCode); // => 20013

二、根据大小判断UTF8的长度

由上一步咱们获得汉字"中"的charCode为20013.而后咱们发现20013位于2048 - 0xFFFF这个区间里，因此汉字"中"应该在UTF8中占3个字节。

三、补码

既然知道汉字"中"须要占3个字节，那么这3个字节如何获得哪？

这就须要设计到补码，具体补码逻辑以下：

好吧，我知道这个图大家也看不明白，仍是我来说吧！

具体的补位码以下,"x"表示空位，用来补位的。

• 0xxxxxxx
• 110xxxxx 10xxxxxx
• 1110xxxx 10xxxxxx 10xxxxxx
• 11110xxx 10xxxxxx 10xxxxxx 10xxxxxx
• 111110xx 10xxxxxx 10xxxxxx 10xxxxxx 10xxxxxx
• 1111110x 10xxxxxx 10xxxxxx 10xxxxxx 10xxxxxx 10xxxxxx

warning:有没有发现？补位码第一个字节前面有几个1就表示整个UTF-8编码占多少个字节！UTF-8解码为Unicode就是利用的这个特色哦～

咱们先举个简单的例子。把英文字母"A"转为UTF8编码。
一、“A”的charCode为65
二、65位于0-127的区间，因此“A”占一个字节
三、UTF8中一个字节的补位为0xxxxxxx，x表示的是空位，是用来补位的。
四、将65转为二进制获得1000001
五、将1000001按照从前到后的顺序，依次补到0xxxxxxx的空位中，获得01000001
六、将01000001转为字符串，获得"A"
七、最终，"A"为UTF8编码以后“A”

经过这个小例子，咱们是否再次验证了UTF-8是Unicode的超集！

好了，咱们如今再回到汉字"中"上，以前咱们已经获得了"中"的charCode为20013，二进制为01001110 00101101。具体以下：

var code = 20013;
code.toString(2); 
// => 100111000101101 等同于 01001110 00101101

而后，咱们按照上面“A”补位的方法，来给"中"补位。
将01001110 00101101按照从前到后的顺序依此补位到1110xxxx 10xxxxxx 10xxxxxx上.获得11100100 10111000 10101101.

四、获得UTF8编码的内容

经过上面的步骤，咱们获得了"中"的三个UTF8字节，11100100 10111000 10101101。
咱们将每一个字节转为16进制，获得0xE4 0xB8 0xAD;
那么这个0xE4 0xB8 0xAD就是咱们最终获得的UTF8编码了。

咱们使用nodejs的buffer来验证一下是否正确。

var buffer = new Buffer('中'); 
console.log(buffer.length); // => 3
console.log(buffer); // => <Buffer e4 b8 ad>
// 最终获得三个字节 0xe4 0xb8 0xad

由于16进制是不分大小写的，因此是否是跟咱们算出来0xE4 0xB8 0xAD如出一辙。

将上面的编码逻辑写到一个函数中。

// 将字符串格式化为UTF8编码的字节
var writeUTF = function (str, isGetBytes) {
      var back = [];
      var byteSize = 0;
      for (var i = 0; i < str.length; i++) {
          var code = str.charCodeAt(i);
          if (0x00 <= code && code <= 0x7f) {
                byteSize += 1;
                back.push(code);
          } else if (0x80 <= code && code <= 0x7ff) {
                byteSize += 2;
                back.push((192 | (31 & (code >> 6))));
                back.push((128 | (63 & code)))
          } else if ((0x800 <= code && code <= 0xd7ff) 
                  || (0xe000 <= code && code <= 0xffff)) {
                byteSize += 3;
                back.push((224 | (15 & (code >> 12))));
                back.push((128 | (63 & (code >> 6))));
                back.push((128 | (63 & code)))
          }
       }
       for (i = 0; i < back.length; i++) {
            back[i] &= 0xff;
       }
       if (isGetBytes) {
            return back
       }
       if (byteSize <= 0xff) {
            return [0, byteSize].concat(back);
       } else {
            return [byteSize >> 8, byteSize & 0xff].concat(back);
        }
}

writeUTF('中'); // =>  [0, 3, 228, 184, 173] 
// 前两位表示后面utf8字节的长度。由于长度为3，因此前两个字节为`0，3`
// 内容为`228, 184, 173`转成16进制就是`0xE4 0xB8 0xAD`

// 读取UTF8编码的字节，并专为Unicode的字符串
var readUTF = function (arr) {
    if (typeof arr === 'string') {
        return arr;
    }
    var UTF = '', _arr = this.init(arr);
    for (var i = 0; i < _arr.length; i++) {
        var one = _arr[i].toString(2),
                v = one.match(/^1+?(?=0)/);
        if (v && one.length == 8) {
            var bytesLength = v[0].length;
            var store = _arr[i].toString(2).slice(7 - bytesLength);
            for (var st = 1; st < bytesLength; st++) {
                store += _arr[st + i].toString(2).slice(2)
            }
            UTF += String.fromCharCode(parseInt(store, 2));
            i += bytesLength - 1
        } else {
            UTF += String.fromCharCode(_arr[i])
        }
    }
    return UTF
}

readUTF([0, 3, 228, 184, 173]); => '中'

另一种将中文解析获得UTF8字节码的方法

另一种比较简单的将中文转为UTF8字节码的方法比较简单，浏览器也提供了一个方法，并且这个方法你们都一直在用，是什么哪？就是encodeURI。固然，encodeURIComponent也是能够的。
没错，就是这个方法。那么这个方法是怎么将一个Unicode编码的中文转为UTF8的字节码嘞？

var str = '中';

var code = encodeURI(str);

console.log(code); // => %E4%B8%AD

有没有发现获得了一个转义后的字符串，并且这个字符串中的内容和我以前在上面获得的字节码是同样的～～～。

下面咱们将%E4%B8%AD转为一个number数组。

var codeList = code.split('%');

codeList = codeList.map(item => parseInt(item,16));

console.log(codeList); // => [228, 184, 173]

如此简单，有木有～～～

这个简便方法的原理是什么？

这里就涉及到的URI中的querystring编码的问题了。由于按照规定，URI中的querystring必须按照UTF8的编码进行传输，而JavaScript是Unicode的，因此浏览器就给咱们提供了一个方法，也就是encodeURI/encodeURIComponent方法。这个方法会讲非英文字符(这里考虑下，为何是非英文字符？)先转为UTF8的字节码，而后前面加个%进行拼接，因此咱们将汉字"中"转义下便获得了"%E4%B8%AD".
好吧，原理就这些，没有其余的了。

不过，这种方法还有个缺点，那就是只会转义非英文字符，因此当咱们须要将英文字符也格式化为UTF8编码时，这个方法是达不到咱们需求的，咱们还须要额外的将英文字符也给转义下。

那我想要解析回来应该怎么作哪？用decodeURI/decodeURIComponent就能够了。

var codeList = [228, 184, 173];

var code = codeList.map(item => '%'+item.toString(16)).join('');

decodeURI(code); // => 中

好了，到这里本文也就介绍完UTF8的编码了。 但愿能够帮助你们了解到UTF-8编码的原理。