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ASCII编码,将英文存储到计算机

前面我们已经讲到,计算机是以二进制的形式来存储数据的,它只认识 0 和 1 两个数字,我们在屏幕上看到的文字,在存储之前都被转换成了二进制(0和1序列),在显示时也要根据二进制找到对应的字符。

可想而知,特定的文字必然对应着固定的二进制,否则在转换时将发生混乱。那么,怎样将文字与二进制对应起来呢?这就需要有一套规范,计算机公司和软件开发者都必须遵守,这样的一套规范就称为字符集(Character Set)或者字符编码(Character Encoding)
严格来说,字符集和字符编码不是一个概念,字符集定义了文字和二进制的对应关系,为字符分配了唯一的编号,而字符编码规定了如何将文字的编号存储到计算机中。我们暂时先不讨论这些细节,姑且认为它们是一个概念,本节中我也混用了这两个概念,未做区分。 字符集为每个字符分配一个唯一的编号,类似于学生的学号,通过编号就能够找到对应的字符。

可以将字符集理解成一个很大的表格,它列出了所有字符和二进制的对应关系,计算机显示文字或者存储文字,就是一个查表的过程。

在计算机逐步发展的过程中,先后出现了几十种甚至上百种字符集,有些还在使用,有些已经淹没在了历史的长河中,本节我们要讲解的是一种专门针对英文的字符集——ASCII编码。 拉丁字母(开胃小菜) 在正式介绍 ASCII 编码之前,我们先来说说什么是拉丁字母。估计也有不少读者和我一样,对于拉丁字母、英文字母和汉语拼音中的字母的关系不是很清楚。

拉丁字母也叫罗马字母,它源自希腊字母,是当今世界上使用最广的字母系统。基本的拉丁字母就是我们经常见到的 ABCD 等26个英文字母。 拉丁字母、阿拉伯字母、斯拉夫字母(西里尔字母)被称为世界三大字母体系。 拉丁字母原先是欧洲人使用的,后来由于欧洲殖民主义,导致这套字母体系在全球范围内开始流行,美洲、非洲、澳洲、亚洲都没有逃过西方文化的影响。中国也是,我们现在使用的拼音其实就是拉丁字母,是不折不扣的舶来品。

后来,很多国家对 26 个基本的拉丁字母进行了扩展,以适应本地的语言文化。最常见的扩展方式就是加上变音符号,例如汉语拼音中的ü,就是在u的基础上加上两个小点演化而来;再如,áà就是在a的上面标上音调。

总起来说:

基本拉丁字母就是 26 个英文字母;

扩展拉丁字母就是在基本的 26 个英文字母的基础上添加变音符号、横线、斜线等演化而来,每个国家都不一样。

ASCII 编码 计算机是美国人发明的,他们首先要考虑的问题是,如何将二进制和英文字母(也就是拉丁文)对应起来。

当时,各个厂家或者公司都有自己的做法,编码规则并不统一,这给不同计算机之间的数据交换带来不小的麻烦。但是相对来说,能够得到普遍认可的有 IBM 发明的 EBCDIC 和此处要谈的 ASCII。

我们先说 ASCII。ASCII 是“American Standard Code for Information Interchange”的缩写,翻译过来是“美国信息交换标准代码”。看这个名字就知道,这套编码是美国人给自己设计的,他们并没有考虑欧洲那些扩展的拉丁字母,也没有考虑韩语和日语,我大中华几万个汉字更是不可能被重视。

但这也无可厚非,美国人自己发明的计算机,当然要先解决自己的问题

ASCII 的标准版本于 1967 年第一次发布,最后一次更新则是在 1986 年,迄今为止共收录了 128 个字符,包含了基本的拉丁字母(英文字母)、阿拉伯数字(也就是 1234567890)、标点符号(,.!等)、特殊符号(@#$%^&等)以及一些具有控制功能的字符(往往不会显示出来)。

在 ASCII 编码中,大写字母、小写字母和阿拉伯数字都是连续分布的(见下表),这给程序设计带来了很大的方便。例如要判断一个字符是否是大写字母,就可以判断该字符的 ASCII 编码值是否在 65~90 的范围内。

EBCDIC 编码正好相反,它的英文字母不是连续排列的,中间出现了多次断续,给编程带来了一些困难。现在连 IBM 自己也不使用 EBCDIC 了,转而使用更加优秀的 ASCII。

ASCII 编码已经成了计算机的通用标准,没有人再使用 EBCDIC 编码了,它已经消失在历史的长河中了。 ASCII 编码一览表 标准 ASCII 编码共收录了 128 个字符,其中包含了 33 个控制字符(具有某些特殊功能但是无法显示的字符)和 95 个可显示字符。

ASCII 编码一览表(淡黄色背景为控制字符,白色背景为可显示字符) 二进制 十进制 十六进制 字符/缩写 解释
00000000   0   00   NUL (NULL)   空字符  
00000001   1   01   SOH (Start Of Headling)   标题开始  
00000010   2   02   STX (Start Of Text)   正文开始  
00000011   3   03   ETX (End Of Text)   正文结束  
00000100   4   04   EOT (End Of Transmission)   传输结束  
00000101   5   05   ENQ (Enquiry)   请求  
00000110   6   06   ACK (Acknowledge)   回应/响应/收到通知  
00000111   7   07   BEL (Bell)   响铃  
00001000   8   08   BS (Backspace)   退格  
00001001   9   09   HT (Horizontal Tab)   水平制表符  
00001010   10   0A   LF/NL(Line Feed/New Line)   换行键  
00001011   11   0B   VT (Vertical Tab)   垂直制表符  
00001100   12   0C   FF/NP (Form Feed/New Page)   换页键  
00001101   13   0D   CR (Carriage Return)   回车键  
00001110   14   0E   SO (Shift Out)   不用切换  
00001111   15   0F   SI (Shift In)   启用切换  
00010000   16   10   DLE (Data Link Escape)   数据链路转义  
00010001   17   11   DC1/XON
(Device Control 1/Transmission On)
  设备控制1/传输开始  
00010010   18   12   DC2 (Device Control 2)   设备控制2  
00010011   19   13   DC3/XOFF
(Device Control 3/Transmission Off)
  设备控制3/传输中断  
00010100   20   14   DC4 (Device Control 4)   设备控制4  
00010101   21   15   NAK (Negative Acknowledge)   无响应/非正常响应/拒绝接收  
00010110   22   16   SYN (Synchronous Idle)   同步空闲  
00010111   23   17   ETB (End of Transmission Block)   传输块结束/块传输终止  
00011000   24   18   CAN (Cancel)   取消  
00011001   25   19   EM (End of Medium)   已到介质末端/介质存储已满/介质中断  
00011010   26   1A   SUB (Substitute)   替补/替换  
00011011   27   1B   ESC (Escape)   逃离/取消  
00011100   28   1C   FS (File Separator)   文件分割符  
00011101   29   1D   GS (Group Separator)   组分隔符/分组符  
00011110   30   1E   RS (Record Separator)   记录分离符  
00011111   31   1F   US (Unit Separator)   单元分隔符  
00100000   32   20   (Space)   空格  
00100001   33   21   !      
00100010   34   22   "      
00100011   35   23   #      
00100100   36   24   $      
00100101   37   25   %      
00100110   38   26   &      
00100111   39   27   '      
00101000   40   28   (      
00101001   41   29   )      
00101010   42   2A   *      
00101011   43   2B   +      
00101100   44   2C   ,      
00101101   45   2D   -      
00101110   46   2E   .      
00101111   47   2F   /      
00110000   48   30   0      
00110001   49   31   1      
00110010   50   32   2      
00110011   51   33   3      
00110100   52   34   4      
00110101   53   35   5      
00110110   54   36   6      
00110111   55   37   7      
00111000   56   38   8      
00111001   57   39   9      
00111010   58   3A   :      
00111011   59   3B   ;      
00111100   60   3C   <      
00111101   61   3D   =      
00111110   62   3E   >      
00111111   63   3F   ?      
01000000   64   40   @      
01000001   65   41   A      
01000010   66   42   B      
01000011   67   43   C      
01000100   68   44   D      
01000101   69   45   E      
01000110   70   46   F      
01000111   71   47   G      
01001000   72   48   H      
01001001   73   49   I      
01001010   74   4A   J      
01001011   75   4B   K      
01001100   76   4C   L      
01001101   77   4D   M      
01001110   78   4E   N      
01001111   79   4F   O      
01010000   80   50   P      
01010001   81   51   Q      
01010010   82   52   R      
01010011   83   53   S      
01010100   84   54   T      
01010101   85   55   U      
01010110   86   56   V      
01010111   87   57   W      
01011000   88   58   X      
01011001   89   59   Y      
01011010   90   5A   Z      
01011011   91   5B   [      
01011100   92   5C   \      
01011101   93   5D   ]      
01011110   94   5E   ^      
01011111   95   5F   _      
01100000   96   60   `      
01100001   97   61   a      
01100010   98   62   b      
01100011   99   63   c      
01100100   100   64   d      
01100101   101   65   e      
01100110   102   66   f      
01100111   103   67   g      
01101000   104   68   h      
01101001   105   69   i      
01101010   106   6A   j      
01101011   107   6B   k      
01101100   108   6C   l      
01101101   109   6D   m      
01101110   110   6E   n      
01101111   111   6F   o      
01110000   112   70   p      
01110001   113   71   q      
01110010   114   72   r      
01110011   115   73   s      
01110100   116   74   t      
01110101   117   75   u      
01110110   118   76   v      
01110111   119   77   w      
01111000   120   78   x      
01111001   121   79   y      
01111010   122   7A   z      
01111011   123   7B   {      
01111100   124   7C   |      
01111101   125   7D   }      
01111110   126   7E   ~      
01111111   127   7F   DEL (Delete)   删除  

上表列出的是标准的 ASCII 编码,它共收录了 128 个字符,用一个字节中较低的 7 个比特位(Bit)足以表示(27 = 128),所以还会空闲下一个比特位,它就被浪费了。

如果您还想了解每个控制字符的含义,请转到:完整的ASCII码对照表以及各个字符的解释 ASCII 编码和C语言 稍微有点C语言基本功的读者可能认为C语言使用的就是 ASCII 编码,字符在存储时会转换成对应的 ASCII 码值,在读取时也是根据 ASCII 码找到对应的字符。这句话是错误的,严格来说,你可能被大学老师和C语言教材给误导了。

C语言有时候使用 ASCII 编码,有时候却不是,而是使用后面两节中即将讲到的 GBK 编码和 Unicode 字符集,我们将在《C语言到底使用什么编码?谁说C语言使用ASCII码,真是荒谬!》一节中展开讲解。

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