Unicode编码大战：UTF-8 vs UTF-16

Unicode编码大战：UTF-8 vs UTF-16

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来源

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https://blog.csdn.net/Mint6/article/details/139868927

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https://blog.csdn.net/z16638522031/article/details/139520799

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https://blog.csdn.net/m0_74381444/article/details/136199336

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https://blog.csdn.net/weixin_43024834/article/details/139427503

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https://www.cnblogs.com/luoweifu/p/18450752

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https://worktile.com/kb/p/1814511

在互联网和软件开发领域，UTF-8和UTF-16是两种广泛使用的Unicode编码方式。它们各自具有独特的设计目标和应用场景，选择合适的编码方式对于确保数据的正确性和效率至关重要。本文将深入探讨这两种编码方式的区别，帮助开发者更好地理解它们的适用场景。

UTF-8和UTF-16都是Unicode标准的一部分，但它们的设计目标和历史背景有所不同。

• UTF-8：由Ken Thompson和Rob Pike于1992年发明，旨在兼容ASCII并高效传输文本数据。它通过变长字节编码实现对全球字符的支持。
• UTF-16：作为Unicode标准的一部分，于1993年发布，最初为固定长度的16位编码（UCS-2），后扩展至支持代理对以涵盖更多字符。

UTF-8和UTF-16的编码机制存在显著差异：

• UTF-8：使用1至4个字节编码，其中ASCII字符仅需1字节，其他字符根据需要扩展。这种变长编码方式使得UTF-8在存储英文字符时非常高效。
• UTF-16：常用字符占2字节，超出基本平面的字符则用4字节表示。UTF-16通过代理对机制支持超过65536个字符，适用于处理大量非ASCII字符。

存储效率是选择编码方式时的重要考虑因素。以下是一些具体数据对比：

• 英文字符：UTF-8只需1字节，而UTF-16需要2字节。在以英文为主的文本中，UTF-8的存储效率明显更高。
• 东亚文字：如汉字、日文等，UTF-8需要3字节，而UTF-16只需2字节。在处理大量东亚文字时，UTF-16更节省空间。
• 特殊字符：对于Unicode基本多文种平面（BMP）以外的字符，UTF-8使用4字节，UTF-16使用4字节（通过代理对）。在处理这些特殊字符时，两种编码方式的存储效率相当。

两种编码方式在不同场景下各有优势：

• UTF-8：广泛用于互联网、HTML和JSON等，适合网络传输和文件存储。由于其与ASCII的兼容性，UTF-8在以英文为主的环境中非常流行。
• UTF-16：常见于操作系统内部（如Windows API）和编程语言（如Java字符串），适用于大量非ASCII字符的处理。在需要频繁随机访问字符的场景中，UTF-16的固定长度特性提供了更好的性能。

• UTF-8优点：兼容ASCII，网络传输效率高，存储英文字符时空间占用小。
• UTF-8缺点：处理非ASCII字符时可能需要更多字节，随机访问字符时性能较低。
• UTF-16优点：对东亚文字等非ASCII字符支持友好，大部分常用字符只需2字节，随机访问性能好。
• UTF-16缺点：英文字符存储开销较高，需要字节序标记（BOM），在某些场景下可能影响兼容性。

选择UTF-8还是UTF-16取决于具体需求：

• 若注重兼容性和网络传输效率，UTF-8是更好的选择。
• 对于包含大量东亚文字或其他非ASCII字符的应用，UTF-16能提供更高的处理效率。

理解两者的区别有助于根据实际场景灵活选用合适的编码方式。