字符集

字符集（Character Set）详解

字符集是计算机存储、表示和处理文本的重要基础。在 Java 和许多编程语言中，正确理解字符集对于处理国际化、多语言文本至关重要。本文将介绍字符集的基本概念、常见字符集类型，以及 Java 中的字符集处理。

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✅ 1. 什么是字符集？

字符集（Character Set，简称 Charset）是一种映射规则，它将 字符（human-readable） 映射到 字节（machine-readable）。常见的字符集包括 ASCII、ISO-8859-1、UTF-8、GBK 等。

在计算机存储和传输文本时，字符必须转换为 字节。字符集定义了 字符与字节之间的映射关系，不同的字符集可能会导致同样的字符对应不同的字节序列。

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✅ 2. 常见的字符集

字符集	字节数	编码特点
ASCII	1 字节	仅支持英文，范围 0-127，最基础的字符集
ISO-8859-1	1 字节	兼容 ASCII，支持西欧语言（拉丁字母）
GB2312	2 字节	早期的简体中文字符集
GBK	2 字节	GB2312 的扩展，支持更多汉字
GB18030	1-4 字节	GBK 的升级版，支持所有汉字
UTF-8	1-4 字节	变长编码，广泛使用，兼容 ASCII
UTF-16	2 或 4 字节	统一编码所有字符，不同系统对高低字节存储有不同
UTF-32	4 字节	固定 4 字节编码，空间占用较大

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✅ 3. 字符编码与解码

字符编码（Encoding）是将字符转换为字节，而字符解码（Decoding）是将字节还原为字符。字符集的错误使用可能导致 乱码。

示例：字符编码

import java.nio.charset.Charset;
import java.nio.charset.StandardCharsets;
import java.util.Arrays;

public class CharsetExample {
    public static void main(String[] args) throws Exception {
        String text = "你好"; // Unicode 字符

        // 按不同字符集编码
        byte[] utf8Bytes = text.getBytes(StandardCharsets.UTF_8);
        byte[] gbkBytes = text.getBytes("GBK");

        System.out.println("UTF-8 编码: " + Arrays.toString(utf8Bytes));
        System.out.println("GBK 编码: " + Arrays.toString(gbkBytes));
    }
}

示例：字符解码

public class CharsetDecoding {
    public static void main(String[] args) throws Exception {
        byte[] gbkBytes = {-60, -29, -70, -61};  // "你好" 的 GBK 编码

        // 使用 GBK 解码
        String decodedText = new String(gbkBytes, "GBK");
        System.out.println("GBK 解码: " + decodedText);
    }
}

如果使用 错误的字符集解码，可能会出现乱码，例如：

String wrongDecoded = new String(gbkBytes, StandardCharsets.UTF_8);
System.out.println("错误解码: " + wrongDecoded);  // 乱码

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✅ 4. Java 中的字符集支持

Java 提供了 java.nio.charset.Charset 类来处理字符集，支持的方法包括：

Charset utf8 = Charset.forName("UTF-8");
Charset gbk = Charset.forName("GBK");

// 获取所有可用字符集
System.out.println(Charset.availableCharsets());

Java 推荐使用 标准字符集（StandardCharsets）来避免拼写错误：

byte[] bytes = "Hello".getBytes(StandardCharsets.UTF_8);

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✅ 5. 乱码的原因与解决

乱码的常见原因

1. 编码与解码字符集不一致

   • 例如：使用 GBK 编码却用 UTF-8 解码。

2. 文件/网络传输过程中字符集不匹配

   • 例如：浏览器显示网页时未指定 Content-Type，导致浏览器误解编码。

3. 程序默认字符集不一致

   • 例如：Windows 默认 GBK，而 Mac/Linux 默认 UTF-8。

如何解决乱码

• 统一字符集：整个系统（数据库、代码、文件存储）统一使用 UTF-8。
• 显式指定字符集：

  String text = new String(bytes, StandardCharsets.UTF_8);

• 文件读取时指定字符集：

  BufferedReader reader = new BufferedReader(new InputStreamReader(new FileInputStream("file.txt"), "UTF-8"));

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✅ 6. 结论

• 字符集决定字符如何转换为字节，不同字符集的编码方式不同。
• Java 推荐使用 UTF-8，因为它支持多语言，兼容 ASCII。
• 避免乱码的关键是编码和解码一致，确保传输和存储数据时字符集匹配。

正确理解字符集，能够帮助我们更好地处理跨语言、跨平台的文本数据！🚀