字符是各种文字和符号的总称，包括各国家文字、标点符号、图形符号、数字等。字符集是多个字符的集合，字符集种类较多，每个字符集包含的字符个数不同，常见字符集名称：ASCII字符集、GB2312字符集、BIG5字符集、 GB 18030字符集、Unicode字符集等。计算机要准确的处理各种字符集文字，需要进行字符编码，以便计算机能够识别和存储各种文字。
中文文字数目大，而且还分为简体中文和繁体中文两种不同书写规则的文字，而计算机最初是按英语单字节字符设计的，因此，对中文字符进行编码，是中文信息交流的技术基础。本文将按照字符集的时间顺序讨论几种典型的字符集，选取几种代表性的中文字符集，研究历史由来、特点、技术特征。
汉字编码范围
名称 第一字节 第二字节
GB2312 0xB0-0xF7(176-247) 0xA0-0xFE（160-254）
GBK 0x81-0xFE（129-254） 0x40-0xFE（64-254）
Big5 0x81-0xFE（129-255） 0x40-0x7E（64-126）
0xA1－0xFE（161-254）
ASCII 字符集
1．名称的由来
ASCII（American Standard Code for Information Interchange，美国信息互换标准代码）是基于罗马字母表的一套电脑编码系统。
2．特点
它主要用于显示现代英语和其他西欧语言。它是现今最通用的单字节编码系统，并等同于国际标准ISO 646。
3．包含内容
控制字符：回车键、退格、换行键等。
可显示字符：英文大小写字符、阿拉伯数字和西文符号
4．技术特征
7位（bits）表示一个字符，共128字符
5．ASCII扩展字符集
7位编码的字符集只能支持128个字符，为了表示更多的欧洲常用字符对ASCII进行了扩展，ASCII扩展字符集使用8位（bits）表示一个字符，共256字符。
ASCII扩展字符集比ASCII字符集扩充出来的符号包括表格符号、计算符号、希腊字母和特殊的拉丁符号。
GB2312 字符集
1．名称的由来
GB2312又称为GB2312-80字符集，全称为《信息交换用汉字编码字符集·基本集》，由原中国国家标准总局发布，1981年5月1日实施。
2．特点
GB2312是中国国家标准的简体中文字符集。它所收录的汉字已经覆盖99.75%的使用频率，基本满足了汉字的计算机处理需要。在中国大陆和新加坡获广泛使用。
3．包含内容
GB2312收录简化汉字及一般符号、序号、数字、拉丁字母、日文假名、希腊字母、俄文字母、汉语拼音符号、汉语注音字母，共 7445 个图形字符。其中包括6763个汉字，其中一级汉字3755个，二级汉字3008个；包括拉丁字母、希腊字母、日文平假名及片假名字母、俄语西里尔字母在内的682个全角字符。
4．技术特征
（1）分区表示：
GB2312中对所收汉字进行了“分区”处理，每区含有94个汉字/符号。这种表示方式也称为区位码。
各区包含的字符如下：01-09区为特殊符号；16-55区为一级汉字，按拼音排序；56-87区为二级汉字，按部首/笔画排序；10-15区及88-94区则未有编码。
（2）双字节表示
两个字节中前面的字节为第一字节，后面的字节为第二字节。习惯上称第一字节为“高字节” ，而称第二字节为“低字节”。
“高位字节”使用了0xA1-0xF7 (把01-87区(88-94区未有编码)的区号加上0xA0)，“低位字节”使用了0xA1-0xFE (把01-94加上0xA0)。
GB2312又称国标码，由国家标准总局发布，1981年5月1日实施，通行于大陆。新加坡等地也使用此编码。它是一个简化字的编码规范，当然也包括其他的符号、字母、日文假名等，共7445个图形字符，其中汉字占6763个。我们平时说6768个汉字，实际上里边有5个编码为空白，所以总共有6763个汉字。
GB2312规定“对任意一个图形字符都采用两个字节表示，每个字节均采用七位编码表示”，习惯上称第一个字节为“高字节”，第二个字节为“低字节”。GB2312中汉字的编码范围为，第一字节0xB0-0xF7(对应十进制为176-247)，第二个字节0xA0-0xFE（对应十进制为160-254）。
GB2312将代码表分为94个区，对应第一字节（0xa1-0xfe）；每个区94个位（0xa1-0xfe），对应第二字节，两个字节的值分别为区号值和位号值加32（2OH），因此也称为区位码。01-09区为符号、数字区，16-87区为汉字区（0xb0-0xf7），10-15区、88-94区是有待进一步标准化的空白区。
5．编码举例
以GB2312字符集的第一个汉字“啊”字为例，它的区号16，位号01，则区位码是1601，在大多数计算机程序中，高字节和低字节分别加0xA0得到程序的汉字处理编码0xB0A1。计算公式是：0xB0=0xA0+16, 0xA1=0xA0+1。“北京”的区位码分别是：17 17 30 09 所以分别加上0xA0 0xA0 0xA0 0xA0,在内存中显示的16进制是 B1 B1 BE A9
GBK 字符集
1．名称的由来
GBK是GB2312的扩展，是向上兼容的，因此GB2312中的汉字的编码与GBK中汉字的相同。另外，GBK中还包含繁体字的编码，它与Big5编码之间的关系我还没有弄明白，好像是不一致的。
2. 特点
GBK中每个汉字仍然包含两个字节，第一个字节的范围是0x81-0xFE（即129-254），第二个字节的范围是0x40-0xFE（即64-254）。GBK中有码位23940个，包含汉字21003个。
BIG5 字符集
1．名称的由来
又称大五码或五大码，1984年由台湾财团法人信息工业策进会和五间软件公司宏碁 (Acer)、神通 (MiTAC)、佳佳、零壹 (Zero One)、大众 (FIC)创立，故称大五码。
Big5码的产生，是因为当时台湾不同厂商各自推出不同的编码，如倚天码、IBM PS55、王安码等，彼此不能兼容；另一方面，台湾政府当时尚未推出官方的汉字编码，而中国大陆的GB2312编码亦未有收录繁体中文字。
2．特点
Big5字符集共收录13,053个中文字，该字符集在中国台湾使用。耐人寻味的是该字符集重复地收录了两个相同的字：“兀”(0xA461及0xC94A)、“嗀”(0xDCD1及0xDDFC)。
3．字符编码方法
Big5码使用了双字节储存方法，以两个字节来编码一个字。第一个字节称为“高位字节”，第二个字节称为“低位字节”。高位字节的编码范围0xA1-0xF9，低位字节的编码范围0x40-0x7E及0xA1-0xFE。
各编码范围对应的字符类型如下：0xA140-0xA3BF为标点符号、希腊字母及特殊符号，另外于0xA259-0xA261，存放了双音节度量衡单位用字：兙兛兞兝兡兣嗧瓩糎；0xA440-0xC67E为常用汉字，先按笔划再按部首排序；0xC940-0xF9D5为次常用汉字，亦是先按笔划再按部首排序。
4．Big5 的局限性
尽管Big5码内包含一万多个字符，但是没有考虑社会上流通的人名、地名用字、方言用字、化学及生物科等用字，没有包含日文平假名及片假名字母。
例如台湾视“着”为“著”的异体字，故没有收录“着”字。康熙字典中的一些部首用字(如“亠”、“疒”、“辵”、“癶”等)、常见的人名用字(如“堃”、“煊”、“栢”、“喆”等) 也没有收录到Big5之中。
GB18030 字符集
1．名称的由来
GB 18030的全称是GB18030-2000《信息交换用汉字编码字符集基本集的扩充》，是我国政府于2000年3月17日发布的新的汉字编码国家标准，2001年8月31日后在中国市场上发布的软件必须符合本标准
2．特点
GB 18030字符集标准的出台经过广泛参与和论证，来自国内外知名信息技术行业的公司，信息产业部和原国家质量技术监督局联合实施。
GB 18030字符集标准解决汉字、日文假名、朝鲜语和中国少数民族文字组成的大字符集计算机编码问题。该标准的字符总编码空间超过150万个编码位，收录了27484个汉字，覆盖中文、日文、朝鲜语和中国少数民族文字。满足中国大陆、香港、台湾、日本和韩国等东亚地区信息交换多文种、大字量、多用途、统一编码格式的要求。并且与Unicode 3.0版本兼容，填补Unicode扩展字符字汇“统一汉字扩展A”的内容。并且与以前的国家字符编码标准（GB2312，GB13000.1）兼容。
3．编码方法
GB 18030标准采用单字节、双字节和四字节三种方式对字符编码。单字节部分使用0×00至0×7F码(对应于ASCII码的相应码)。双字节部分，首字节码从0×81至0×FE，尾字节码位分别是0×40至0×7E和0×80至0×FE。四字节部分采用GB/T 11383未采用的0×30到0×39作为对双字节编码扩充的后缀，这样扩充的四字节编码，其范围为0×81308130到0×FE39FE39。其中第一、三个字节编码码位均为0×81至0×FE，第二、四个字节编码码位均为0×30至0×39。
4．包含的内容
双字节部分收录内容主要包括GB13000.1全部CJK汉字20902个、有关标点符号、表意文字描述符13个、增补的汉字和部首/构件80个、双字节编码的欧元符号等。 四字节部分收录了上述双字节字符之外的，包括CJK统一汉字扩充A在内的GB 13000.1中的全部字符。
对汉字进行hash
为了处理汉字的方便，在查找汉字的时候，我们通常会用到hash的方法，那怎么来确定一个汉字位置呢？这就和每种编码的排列有关了，这里主要给出一种hash函数的策略。
对于GB2312编码，设输入的汉字为GBword，我们可以采用公式(C1-176)*94 + (C2-161)确定GBindex。其中，C1表示第一字节，C2表示第二字节。具体如下：
GBindex = ((unsigned char)GBword.at(0)-176)*94 + (unsigned char)GBword.at(1) - 161;
之所以用unsigned char类型，是因为char是一个字节，如果用unsigend int，因为int是4个字节的，所以会造成扩展，导致错误。
对于GBK编码，设输入的汉字为GBKword，则可以采用公式 index=(ch1-0x81)*190+(ch2-0x40)-(ch2/128)，其中ch1是第一字节，ch2是第二字节。
具体的，
GBKindex = ((unsigned char)GBKword[0]-129)*190 +
((unsigned char)GBKword[1]-64) - (unsigned char)GBKword[1]/128;
怎样判断一个汉字的是什么编码
直接根据汉字的编码范围判断，对于GB2312和GBK可用下面两个程序实现。
1、判断是否是GB2312
bool isGBCode(const string& strIn)
{
unsigned char ch1;
unsigned char ch2;
if (strIn.size() >= 2)
{
ch1 = (unsigned char)strIn.at(0);
ch2 = (unsigned char)strIn.at(1);
if (ch1>=176 && ch1<=247 && ch2>=160 && ch2<=254)
return true;
else return false;
}
else return false;
}
2、判断是否是GBK编码
bool isGBKCode(const string& strIn)
{
unsigned char ch1;
unsigned char ch2;
if (strIn.size() >= 2)
{
ch1 = (unsigned char)strIn.at(0);
ch2 = (unsigned char)strIn.at(1);
if (ch1>=129 && ch1<=254 && ch2>=64 && ch2<=254)
return true;
else return false;
}
else return false;
}
3、对于Big5
它的范围为：高字节从0xA0到0xFE，低字节从0x40到0x7E，和0xA1到0xFE两部分。判断一个汉字是否是BIG5编码，可以如上对字符的编码范围判断即可。如何定位呢？那么也想象所有编码排列为一个二维坐标，纵坐标是高字节，横坐标是低字节。这样一行上的汉字个数：(0x7E-0x40+1)+(0xFE-0xA1+1)＝157。那么定位算法分两块，为:
if 0x40<=ch2<=0x7E: #is big5 char
index=((ch1-0xA1)*157+(ch2-0x40))*2
elif 0xA1<=ch2<=0xFE: #is big5 char
index=((ch1-0xA1)*157+(ch2-0xA1+63))*2
对于第二块，计算偏移量时因为有两块数值，所以在计算后面一段值时，不要忘了前面还有一段值。0x7E-0x40+1=63。
如果判断一个字符是西文字符还是中文字符
大家知道西文字符主要是指ASCII码，它用一个字节表示。且这个字符转换成数字之后，该数字是大于0的，而汉字是两个字节的，第一个字节的转化为数字之后应该是小于0的，因此可以根据每个字节转化为数字之后是否小于0，判断它是否是汉字。
例如，设输入字为strin，则，
If (strin.at(0) < 0)
cout << ”是汉字” << endl;
else cout << ”不是汉字” << endl;
编码表
Unicode字符集
1．名称的由来
Unicode字符集编码是Universal Multiple-Octet Coded Character Set 通用多八位编码字符集的简称，是由一个名为 Unicode 学术学会(Unicode Consortium)的机构制订的字符编码系统，支持现今世界各种不同语言的书面文本的交换、处理及显示。该编码于1990年开始研发，1994年正式公布，最新版本是2005年3月31日的Unicode 4.1.0。
2．特征
Unicode是一种在计算机上使用的字符编码。它为每种语言中的每个字符设定了统一并且唯一的二进制编码，以满足跨语言、跨平台进行文本转换、处理的要求。
3．编码方法
Unicode 标准始终使用十六进制数字，而且在书写时在前面加上前缀“U+”，例如字母“A”的编码为 004116 和字符“?”的编码为 20AC16。所以“A”的编码书写为“U+0041”。
4．UTF-8 编码
UTF-8是Unicode的其中一个使用方式。 UTF是 Unicode Translation Format，即把Unicode转做某种格式的意思。
UTF-8便于不同的计算机之间使用网络传输不同语言和编码的文字，使得双字节的Unicode能够在现存的处理单字节的系统上正确传输。
UTF-8使用可变长度字节来储存 Unicode字符，例如ASCII字母继续使用1字节储存，重音文字、希腊字母或西里尔字母等使用2字节来储存，而常用的汉字就要使用3字节。辅助平面字符则使用4字节。
5．UTF-16 和 UTF-32 编码
UTF-32、UTF-16 和 UTF-8 是 Unicode 标准的编码字符集的字符编码方案，UTF-16 使用一个或两个未分配的 16 位代码单元的序列对 Unicode 代码点进行编码；UTF-32 即将每一个 Unicode 代码点表示为相同值的 32 位整数
Ansi、Unicode、UTF8字符串之间的转换和写入文本文件
Ansi字符串我们最熟悉，英文占一个字节，汉字2个字节，以一个\0结尾，常用于txt文本文件
Unicode 字符串，每个字符(汉字、英文字母)都占2个字节，以2个连续的\0结尾，NT操作系统内核用的是这种字符串，常被定义为typedef unsigned short wchar_t;所以我们有时常会见到什么char*无法转换为unsigned short*之类的错误，其实就是unicode
UTF8是Unicode一种压缩形式，英文A在unicode中表示为0x0041，老外觉得这种存储方式太浪费，因为浪费了50%的空间，于是就把英文压缩成1个字节，成了utf8编码，但是汉字在utf8中占3个字节，显然用做中文不如 ansi合算，这就是中国的网页用作ansi编码而老外的网页常用utf8的原因。
UTF8在还游戏里运用的很广泛，比如WOW的lua脚本等
下面来说一下转换，主要用代码来说明吧
写文件我用了CFile类，其实用FILE*之类的也是一样，写文件和字符串什么类别没有关系，硬件只关心数据和长度
bool IsUTF8(const void* pBuffer, long size)
{
bool IsUTF8 = true;
unsigned char* start = (unsigned char*)pBuffer;
unsigned char* end = (unsigned char*)pBuffer + size;
while (start < end)
{
if (*start < 0x80) // (10000000): 值小于0x80的为ASCII字符
{
start++;
}
else if (*start < (0xC0)) // (11000000): 值介于0x80与0xC0之间的为无效UTF-8字符
{
IsUTF8 = false;
break;
}
else if (*start < (0xE0)) // (11100000): 此范围内为2字节UTF-8字符
{
if (start >= end - 1)
break;
if ((start[1] & (0xC0)) != 0x80)
{
IsUTF8 = false;
break;
}
start += 2;
}
else if (*start < (0xF0)) // (11110000): 此范围内为3字节UTF-8字符
{
if (start >= end - 2)
break;
if ((start[1] & (0xC0)) != 0x80 || (start[2] & (0xC0)) != 0x80)
{
IsUTF8 = false;
break;
}
start += 3;
}
else
{
IsUTF8 = false;
break;
}
}
return IsUTF8;
}
Ansi转Unicode
介绍2种方法
void CConvertDlg::OnBnClickedButtonAnsiToUnicode()
{
// ansi to unicode
char* szAnsi = "abcd1234你我他";
//预转换，得到所需空间的大小
int wcsLen = ::MultiByteToWideChar(CP_ACP, NULL, szAnsi, strlen(szAnsi), NULL, 0);
//分配空间要给'\0'留个空间，MultiByteToWideChar不会给'\0'空间
wchar_t* wszString = new wchar_t[wcsLen + 1];
//转换
::MultiByteToWideChar(CP_ACP, NULL, szAnsi, strlen(szAnsi), wszString, wcsLen);
//最后加上'\0'
wszString[wcsLen] = '\0';
//unicode版的MessageBox API
::MessageBoxW(GetSafeHwnd(), wszString, wszString, MB_OK);
//接下来写入文本
//写文本文件，头2个字节0xfeff，低位0xff写在前
CFile cFile;
cFile.Open(_T("1.txt"), CFile::modeWrite | CFile::modeCreate);
//文件开头
cFile.SeekToBegin();
cFile.Write("\xff\xfe", 2);
//写入内容
cFile.Write(wszString, wcsLen * sizeof(wchar_t));
cFile.Flush();
cFile.Close();
delete[] wszString;
wszString =NULL;
//方法2
//设置当前地域信息，不设置的话，使用这种方法，中文不会正确显示
//需要#include<locale.h>
setlocale(LC_CTYPE, "chs");
wchar_t wcsStr[100];
//注意下面是大写S，在unicode中，代表后面是ansi字符串
//swprintf是sprintf的unicode版本
//格式的前面要加大写L，代表是unicode
swprintf(wcsStr, L"%S", szAnsi);
::MessageBoxW(GetSafeHwnd(), wcsStr, wcsStr, MB_OK);
}
Unicode转Ansi
也是2种方法
void CConvertDlg::OnBnClickedButtonUnicodeToAnsi()
{
// unicode to ansi
wchar_t* wszString = L"abcd1234你我他";
//预转换，得到所需空间的大小，这次用的函数和上面名字相反
int ansiLen = ::WideCharToMultiByte(CP_ACP, NULL, wszString, wcslen(wszString), NULL, 0, NULL, NULL);
//同上，分配空间要给'\0'留个空间
char* szAnsi = new char[ansiLen + 1];
//转换
//unicode版对应的strlen是wcslen
::WideCharToMultiByte(CP_ACP, NULL, wszString, wcslen(wszString), szAnsi, ansiLen, NULL, NULL);
//最后加上'\0'
szAnsi[ansiLen] = '\0';
//Ansi版的MessageBox API
::MessageBoxA(GetSafeHwnd(), szAnsi, szAnsi, MB_OK);
//接下来写入文本
//写文本文件，ANSI文件没有BOM
CFile cFile;
cFile.Open(_T("1.txt"), CFile::modeWrite | CFile::modeCreate);
//文件开头
cFile.SeekToBegin();
//写入内容
cFile.Write(szAnsi, ansiLen * sizeof(char));
cFile.Flush();
cFile.Close();
delete[] szAnsi;
szAnsi =NULL;
//方法2
//和上面一样有另一种方法
setlocale(LC_CTYPE, "chs");
char szStr[100];
//注意下面是大写，在ansi中，代表后面是unicode字符串
//sprintf
sprintf(szStr, "%S", wszString);
::MessageBoxA(GetSafeHwnd(), szStr, szStr, MB_OK);
}
Unicode转UTF8
void CConvertDlg::OnBnClickedButtonUnicodeToU8()
{
// unicode to UTF8
wchar_t* wszString = L"abcd1234你我他";
//预转换，得到所需空间的大小，这次用的函数和上面名字相反
int u8Len = ::WideCharToMultiByte(CP_UTF8, NULL, wszString, wcslen(wszString), NULL, 0, NULL, NULL);
//同上，分配空间要给'\0'留个空间
//UTF8虽然是Unicode的压缩形式，但也是多字节字符串，所以可以以char的形式保存
char* szU8 = new char[u8Len + 1];
//转换
//unicode版对应的strlen是wcslen
::WideCharToMultiByte(CP_UTF8, NULL, wszString, wcslen(wszString), szU8, u8Len, NULL, NULL);
//最后加上'\0'
szU8[u8Len] = '\0';
//MessageBox不支持UTF8,所以只能写文件
//接下来写入文本
//写文本文件，UTF8的BOM是0xbfbbef
CFile cFile;
cFile.Open(_T("1.txt"), CFile::modeWrite | CFile::modeCreate);
//文件开头
cFile.SeekToBegin();
//写BOM，同样低位写在前
cFile.Write("\xef\xbb\xbf", 3);
//写入内容
cFile.Write(szU8, u8Len * sizeof(char));
cFile.Flush();
cFile.Close();
delete[] szU8;
szU8 =NULL;
}
UTF8转UNICODE
void CConvertDlg::OnBnClickedButtonU8ToUnicode()
{
//UTF8 to Unicode
//由于中文直接复制过来会成乱码，编译器有时会报错，故采用16进制形式
char* szU8 = "abcd1234\xe4\xbd\xa0\xe6\x88\x91\xe4\xbb\x96\x00";
//预转换，得到所需空间的大小
int wcsLen = ::MultiByteToWideChar(CP_UTF8, NULL, szU8, strlen(szU8), NULL, 0);
//分配空间要给'\0'留个空间，MultiByteToWideChar不会给'\0'空间
wchar_t* wszString = new wchar_t[wcsLen + 1];
//转换
::MultiByteToWideChar(CP_UTF8, NULL, szU8, strlen(szU8), wszString, wcsLen);
//最后加上'\0'
wszString[wcsLen] = '\0';
//unicode版的MessageBox API
::MessageBoxW(GetSafeHwnd(), wszString, wszString, MB_OK);
//写文本同ansi to unicode
}