Кодировки UTF-8 и Windows 1251 — просто о сложном

Здравствуйте, уважаемые читатели моего блога. Сегодня мы поговорим с вами про кодировку. Если вы читали мою статью о том, как посмотреть код страницы в браузере, то знаете, что любой документ в интернете хранится не в том виде, в каком мы привыкли его видеть. Он записан при помощи непонятных человеку символов и знаков. С текстом все точно также.

Существует несколько кодировок, а потому, иногда увидев непонятные символы при открытии книги в мобильном приложении или запилив статью на сайт, вы, поменяв кое-какие значения в настройках, увидите привычный глазу алфавит.

Кодировка windows-1251 – что это такое, какое значение она имеет при создании сайта, какие символы будут доступны и является ли она лучшим решением на сегодняшний день? Обо всем этом в сегодняшней статье. Как всегда, простым языком, максимально понятно и с минимальным количеством терминов.

Немного теории

Любой документ на компьютере или в интернете, как я уже сказал, хранится в виде двоичного кода. К примеру, если вы используете кодировку ASCII, то буква «К» будет записана как 10001010, а windows 1251 под этим числом скрывается символ – Љ. В итоге, если браузер или программа обратится к другой таблице и считает вместо ASCII коды windows 1251, то читатель увидит совершенно непонятные ему символ.

Логичен вопрос, нафига было придумывать множество таблиц с кодами? Дело в том, что помимо русского алфавита существует еще и английский, немецкий, китайский. По некоторым подсчетам, существует около 200 000 символов. Хотя, я не очень доверяю этой статистике, вспоминая про японский.

Не забывайте, что для заглавной и строчной буквы нужно придумать свой код, есть запятые, тире и так далее.

Чем больше в таблице символов, тем длиннее код каждого из них, а значит и вес документа становится больше.

Представьте, если бы одна книга весила 4 Гб! Она бы очень долго загружалась, занимала все свободное место на компьютере. Решение о скачивании представлялось бы делом нелегким.

Если вспомнить о сайтах, то вообще страшно подумать, что бы произошло. Каждая страничка открывалась даже на скоростном оптоволокне по часу с лишним! Думаю, мобильные телефоны можно было бы смело выкидывать. Пользоваться ими на улице даже с 4G? Сомневаюсь.

По этим причинам каждый программист в свое время старался придумать свою таблицу символов. Чтобы было удобно для использования и вес сохранялся оптимальным.

Microsoft, к примеру, для русскоязычного сегмента создали windows-1251. В ней, конечно же, есть свои достоинства и недостатки. Как и у любого другого продукта.

Сейчас уже, лишь 2% всех страниц в интернете написано на 1251. Большинство веб-мастеров используют UTF-8. Почему так?

Недостатки и достоинства

UTF-8, в отличие от windows-1251 универсальная кодировка, в ней содержатся буквы различных алфавитов. Существует даже UTF-128, где есть вообще все языки – теулу, суахили, лаосский, мальтийский и так далее.

UTF-8 победнее, буквы занимают в разы меньше места и занимают всего один байт памяти, как и в 1251. В УТФ есть редкие символы из других языков или специальные символы. Они-то и весят по 5-6 байтов, но в документе используются крайне редко.

Эта кодировка более продумана, а потому ее использует большинство приложений по умолчанию. То есть, если вы не указываете программе, какую кодировку вы используете, то первым делом он проверит именно UTF-8 .

Когда вы создаете html документ для сайта, то указываете браузерам на какую таблицу им обращать внимание при расшифровке записей.

Для этого необходимо вставить в тег head следующие данные. После символов «charset=» идет либо утф, либо виндовс, как в примере ниже.

Если в дальнейшем вы захотите что-то поменять и вставить фразу на албанском, используя эту таблицу расшифровок, то ничего не получится, ведь этого языка кодировка не поддерживает. UTF‑8 без проблем позволит вам это сделать.

Если вас заинтересовало правильное создание сайта, то я могу порекомендовать вам курс Михаила Русакова « Создание и Раскрутка сайта от А до Я ».

Он содержит в себе очень много – 256 уроков, затрагивающих HTML, CSS, JavaScript, PHP, MySQL и XML. Помимо языков программирования вы сможете понять как монетизировать сайт, то есть скорее и больше получать прибыль. Один из немногих курсов, в котором было бы так подробно разъяснено все, что нужно.

Сам я вот уже год обучаюсь в школе блоггеров Александра Борисова . Это занимает в разы больше времени, конца и края пока не видно, но зато не менее исчерпывающе и дисциплинирует. Мотивирует продолжать разработку.

Ну а если возникают вопросы, не нужно искать по интернету. Всегда есть грамотный наставник.

Что-то я отошел от темы. Давайте вернемся к кодировкам.

Базы банных

Когда речь идет о php, все вообще страшно. Я уже рассказывал про базы данных, они используются для ускорения работы сайта. Обычно, вы к ним не обращаетесь, но когда появляется необходимость в переносе сайта становится не по себе.

Сложности случаются у всех, не важно какой у вас опыт работы, стаж и выслуга лет. Некоторые странички в базе могут содержать в себе все доступные символы для виндовс-1251, другие, к примеру, в шаблонах страниц, в другой кодировке.

Пока не нужен перенос все работает и функционирует, хоть и не совсем правильно. Но после переезда начинаются неприятности. В идеале вы должны использовать либо только УТФ, либо виндовс-1251, но по факту всегда и у всех случаются вот такие недочеты.

Чтобы расшифровка согласовалась необходимо вписать код mysql_query(«SET NAMES cp1251»). В этом случае преобразование будет осуществлять по другому протоколу – cp1251.

Htaccess

Если на сайте вы настойчиво решили использовать именно 1251, то вам следует найти или создать файл htaccess. Он отвечает за настройки конфигурации. В него придется добавить еще три строчки, чтобы все сошлось.

DefaultLanguage ru; AddDefaultCharset windows-1251; php_value default_charset «cp1251»

Я все же настоятельно рекомендую вам задумать о использовании UTF-8. Он более популярен, прост и богат. Какие бы решения вы не приняли сейчас, важно, чтобы впоследствии можно было все исправить. Добавить англоязычную версию сайта на этой кодировке будет в разы проще. Ничего не нужно исправлять.

Решение остается за вами. Подписывайтесь на рассылку, чтобы узнавать как можно быстрее создавать правильные сайты, где учиться, чтобы не повторять чужих ошибок, а также какие блоггеры получают больше посетителей.

До новых встреч и удачи в ваших начинаниях.

Задать кодировку Windows-1251 для файла

Перевести фамилию в кодировку Windows 1251
Закодируйте и разместите в разрядную сетку свою фамилию, используя базовую таблицу кодировки.

Изменить кодировку строки UTF-8 to windows-1251
получаю из хмл текст, он весь в UTF-8. как изменить кодировку строки UTF-8 to windows-1251? если.

Можно ли использовать кодировку Windows-1251 в WP7
Добрый день! Решил посмотреть что представляет из себя Windows Phone 7 и написать тестовое.

Как задать кодировку для файла?
4

Тематические курсы и обучение профессиям онлайн Профессия‌ С#-разработчик‌ (Skillbox) Архитектор ПО (Skillbox) Профессия Тестировщик (Skillbox)

Решение

Iiisi, кодировку следует передавать конструкторам StreamReader и StreamWriter. Вызов file.Write(Str,Code) не менял кодировку. Ты вызывал вот эту перегрузку Write предназначенную для форматированного вывода.

Правильно будет так:

Заказываю контрольные, курсовые, дипломные и любые другие студенческие работы здесь или здесь.

Как изменить кодировку символов с Windows-1251 на UTF-8?
Здравствуйте. Не давно начал изучать HTML, XHTML, CSS. Столкнулся с небольшой проблемой. Изучаю.

Перекодировать строку из кодировки KOI в кодировку Windows-1251 и обратно
Кодировщик. Написать программу, перекодирующую строку в кодировке KOI в строку в кодировке.

Можно ли изменить кодировку Windows-1251 на Utf-8 при помощи Cmd.exe?
В бух.7.7 создал файл.txt, нужно сохранить его в utf-8. Средства 1с77 позволяют менять кодовую.

Как в iframe задать кодировку для текстового файла, на который он ссылается
Есть тег iframe, который ссылается на текстовый файл. В текстовом файле есть русский текст. Он.

Как работают кодировки текста. Откуда появляются «кракозябры». Принципы кодирования. Обобщение и детальный разбор

Данная статья имеет цель собрать воедино и разобрать принципы и механизм работы кодировок текста, подробно этот механизм разобрать и объяснить. Полезна она будет тем, кто только примерно представляет, что такое кодировки текста и как они работают, чем отличаются друг от друга, почему иногда появляются не читаемые символы, какой принцип кодирования имеют разные кодировки.

Чтобы получить детальное понимание этого вопроса придется прочитать и свести воедино не одну статью и потратить довольно значительное время на это. В данном материале же это все собрано воедино и по идее должно сэкономить время и разбор на мой взгляд получился довольно подробный.

О чем будет под катом: принцип работы одно байтовых кодировок (ASCII, Windows-1251 и т.д.), предпосылки появления Unicode, что такое Unicode, Unicode-кодировки UTF-8, UTF-16, их отличия, принципиальные особенности, совместимость и несовместимость разных кодировок, принципы кодирования символов, практический разбор кодирования и декодирования.

Вопрос с кодировками сейчас конечно уже потерял актуальность, но все же знать как они работают сейчас и как работали раньше и при этом не потратить много времени на это думаю лишним не будет.

Предпосылки Unicode

Начать думаю стоит с того времени когда компьютеризация еще не была так сильно развита и только набирала обороты. Тогда разработчики и стандартизаторы еще не думали, что компьютеры и интернет наберут такую огромную популярность и распространенность. Собственно тогда то и возникла потребность в кодировке текста. В каком то же виде нужно было хранить буквы в компьютере, а он (компьютер) только единицы и нули понимает. Так была разработана одно-байтовая кодировка ASCII (скорее всего она не первая кодировка, но она наиболее распространенная и показательная, по этому ее будем считать за эталонную). Что она из себя представляет? Каждый символ в этой кодировке закодирован 8-ю битами. Несложно посчитать что исходя из этого кодировка может содержать 256 символов (восемь бит, нулей или единиц 2 8 =256).

Первые 7 бит (128 символов 2 7 =128) в этой кодировке были отданы под символы латинского алфавита, управляющие символы (такие как переносы строк, табуляция и т.д.) и грамматические символы. Остальные отводились под национальные языки. То есть получилось что первые 128 символов всегда одинаковые, а если хочешь закодировать свой родной язык пожалуйста, используй оставшуюся емкость. Собственно так и появился огромный зоопарк национальных кодировок. И теперь сами можете представить, вот например я находясь в России беру и создаю текстовый документ, у меня по умолчанию он создается в кодировке Windows-1251 (русская кодировка использующаяся в ОС Windows) и отсылаю его кому то, например в США. Даже то что мой собеседник знает русский язык, ему не поможет, потому что открыв мой документ на своем компьютере (в редакторе с дефолтной кодировкой той же самой ASCII) он увидит не русские буквы, а кракозябры. Если быть точнее, то те места в документе которые я напишу на английском отобразятся без проблем, потому что первые 128 символов кодировок Windows-1251 и ASCII одинаковые, но вот там где я написал русский текст, если он в своем редакторе не укажет правильную кодировку будут в виде кракозябр.

Думаю проблема с национальными кодировками понятна. Собственно этих национальных кодировок стало очень много, а интернет стал очень широким, и в нем каждый хотел писать на своем языке и не хотел чтобы его язык выглядел как кракозябры. Было два выхода, указывать для каждой страницы кодировки, либо создать одну общую для всех символов в мире таблицу символов. Победил второй вариант, так создали Unicode таблицу символов.

Небольшой практикум ASCII

Возможно покажется элементарщиной, но раз уж решил объяснять все и подробно, то это надо.

Вот таблица символов ASCII:

Тут имеем 3 колонки:

• номер символа в десятичном формате
• номер символа в шестнадцатиричном формате
• представление самого символа.

Итак, закодируем строку «ok» (англ.) в кодировке ASCII. Символ «o» (англ.) имеет позицию 111 в десятичном виде и 6F в шестнадцатиричном. Переведем это в двоичную систему — 01101111 . Символ «k» (англ.) — позиция 107 в десятеричной и 6B в шестнадцатиричной, переводим в двоичную — 01101011 . Итого строка «ok» закодированная в ASCII будет выглядеть так — 01101111 01101011 . Процесс декодирования будет обратный. Берем по 8 бит, переводим их в 10-ичную кодировку, получаем номер символа, смотрим по таблице что это за символ.

Unicode

С предпосылками создания общей таблицы для всех в мире символов, разобрались. Теперь собственно, к самой таблице. Unicode — именно эта таблица и есть (это не кодировка, а именно таблица символов). Она состоит из 1 114 112 позиций. Большинство этих позиций пока не заполнены символами, так что вряд ли понадобится это пространство расширять.

Разделено это общее пространство на 17 блоков, по 65 536 символов в каждом. Каждый блок содержит свою группу символов. Нулевой блок — базовый, там собраны наиболее употребляемые символы всех современных алфавитов. Во втором блоке находятся символы вымерших языков. Есть два блока отведенные под частное использование. Большинство блоков пока не заполнены.

Итого емкость символов юникода составляет от 0 до 10FFFF (в шестнадцатиричном виде).

Записываются символы в шестнадцатиричном виде с приставкой «U+». Например первый базовый блок включает в себя символы от U+0000 до U+FFFF (от 0 до 65 535), а последний семнадцатый блок от U+100000 до U+10FFFF (от 1 048 576 до 1 114 111).

Отлично теперь вместо зоопарка национальных кодировок, у нас есть всеобъемлющая таблица, в которой зашифрованы все символы которые нам могут пригодиться. Но тут тоже есть свои недостатки. Если раньше каждый символ был закодирован одним байтом, то теперь он может быть закодирован разным количеством байтов. Например для кодирования всех символов английского алфавита по прежнему достаточно одного байта например тот же символ «o» (англ.) имеет в юникоде номер U+006F, то есть тот же самый номер как и в ASCII — 6F в шестнадцатиричной и 111 в десятеричной. А вот для кодирования символа «U+103D5» (это древнеперсидская цифра сто) — 103D5 в шестнадцатиричной и 66 517 в десятеричной, тут нам потребуется уже три байта.

Решить эту проблему уже должны юникод-кодировки, такие как UTF-8 и UTF-16. Далее речь пойдет про них.

UTF-8 является юникод-кодировкой переменной длинны, с помощью которой можно представить любой символ юникода.

Давайте поподробнее про переменную длину, что это значит? Первым делом надо сказать, что структурной (атомарной) единицей этой кодировки является байт. То что кодировка переменной длинны, значит, что один символ может быть закодирован разным количеством структурных единиц кодировки, то есть разным количеством байтов. Так например латиница кодируется одним байтом, а кириллица двумя байтами.

Немного отступлю от темы, надо написать про совместимость ASCII и UTF

То что латинские символы и основные управляющие конструкции, такие как переносы строк, табуляции и т.д. закодированы одним байтом делает utf-кодировки совместимыми с кодировками ASCII. То есть фактически латиница и управляющие конструкции находятся на тех же самых местах как в ASCII, так и в UTF, и то что закодированы они и там и там одним байтом и обеспечивает эту совместимость.

Давайте возьмем символ «o»(англ.) из примера про ASCII выше. Помним что в таблице ASCII символов он находится на 111 позиции, в битовом виде это будет 01101111 . В таблице юникода этот символ — U+006F что в битовом виде тоже будет 01101111 . И теперь так, как UTF — это кодировка переменной длины, то в ней этот символ будет закодирован одним байтом. То есть представление данного символа в обеих кодировках будет одинаково. И так для всего диапазона символов от 0 до 128. То есть если ваш документ состоит из английского текста то вы не заметите разницы если откроете его и в кодировке UTF-8 и UTF-16 и ASCII (прим. в UTF-16 такие символы все равно будут закодированы двумя байтами, по этому вы не увидите разницы, если ваш редактор будет игнорировать нулевые байты), и так до момента пока вы не начнете работать с национальным алфавитом.

Сравним на практике как будет выглядеть фраза «Hello мир» в трех разных кодировках: Windows-1251 (русская кодировка), ISO-8859-1 (кодировка западно-европейских языков), UTF-8 (юникод-кодировка). Суть данного примера состоит в том что фраза написана на двух языках. Посмотрим как она будет выглядеть в разных кодировках.

В кодировке ISO-8859-1 нет таких символов «м», «и» и «р».

Теперь давайте поработаем с кодировками и разберемся как преобразовать строку из одной кодировки в другую и что будет если преобразование неправильное, или его нельзя осуществить из за разницы в кодировках.

Будем считать что изначально фраза была записана в кодировке Windows-1251. Исходя из таблицы выше запишем эту фразу в двоичном виде, в кодировке Windows-1251. Для этого нам потребуется всего только перевести из десятеричной или шестнадцатиричной системы (из таблицы выше) символы в двоичную.

01001000 01100101 01101100 01101100 01101111 00100000 11101100 11101000 11110000
Отлично, вот это и есть фраза «Hello мир» в кодировке Windows-1251.

Теперь представим что вы имеете файл с текстом, но не знаете в какой кодировке этот текст. Вы предполагаете что он в кодировке ISO-8859-1 и открываете его в своем редакторе в этой кодировке. Как сказано выше с частью символов все в порядке, они есть в этой кодировке, и даже находятся на тех же местах, но вот с символами из слова «мир» все сложнее. Этих символов в этой кодировке нет, а на их местах в кодировке ISO-8859-1 находятся совершенно другие символы. А конкретно «м» — позиция 236, «и» — 232. «р» — 240. И на этих позициях в кодировке ISO-8859-1 находятся следующие символы позиция 236 — символ «ì», 232 — «è», 240 — «ð»

Значит фраза «Hello мир» закодированная в Windows-1251 и открытая в кодировке ISO-8859-1 будет выглядеть так: «Hello ìèð». Вот и получается что эти две кодировки совместимы лишь частично, и корректно перекодировать строку из одной кодировке в другую не получится, потому что там просто напросто нет таких символов.

Тут и будут необходимы юникод-кодировки, а конкретно в данном случае рассмотрим UTF-8. То что символы в ней могут быть закодированы разным количеством байтов от 1 до 4 мы уже выяснили. Теперь стоит сказать что с помощью UTF могут быть закодированы не только 256 символов, как в двух предыдущих, а вобще все символы юникода

Работает она следующим образом. Первый бит каждого байта кодирующего символ отвечает не за сам символ, а за определение байта. То есть например если ведущий (первый) бит нулевой, то это значит что для кодирования символа используется всего один байт. Что и обеспечивает совместимость с ASCII. Если внимательно посмотрите на таблицу символов ASCII то увидите что первые 128 символов (английский алфавит, управляющие символы и знаки препинания) если их привести к двоичному виду, все начинаются с нулевого бита (будьте внимательны, если будете переводить символы в двоичную систему с помощью например онлайн конвертера, то первый нулевой ведущий бит может быть отброшен, что может сбить с толку).

01001000 — первый бит ноль, значит 1 байт кодирует 1 символ -> «H»

01100101 — первый бит ноль, значит 1 байт кодирует 1 символ -> «e»

Если первый бит не нулевой то символ кодируется несколькими байтами.

Для двухбайтовых символов первые три бита должны быть такие — 110

110 10000 10 111100 — в начале 110, значит 2 байта кодируют 1 символ. Второй байт в таком случае всегда начинается с 10. Итого отбрасываем управляющие биты (начальные, которые выделены красным и зеленым) и берем все оставшиеся ( 10000111100 ), переводим их в шестнадцатиричный вид (043С) -> U+043C в юникоде равно символ «м».

для трех-байтовых символов в первом байте ведущие биты — 1110

1110 1000 10 000111 10 1010101 — суммируем все кроме управляющих битов и получаем что в 16-ричной равно 103В5, U+103D5 — древнеперситдская цифра сто ( 10000001111010101 )

для четырех-байтовых символов в первом байте ведущие биты — 11110

11110 100 10 001111 10 111111 10 111111 — U+10FFFF это последний допустимый символ в таблице юникода ( 100001111111111111111 )

Теперь, при желании, можем записать нашу фразу в кодировке UTF-8.

UTF-16

UTF-16 также является кодировкой переменной длинны. Главное ее отличие от UTF-8 состоит в том что структурной единицей в ней является не один а два байта. То есть в кодировке UTF-16 любой символ юникода может быть закодирован либо двумя, либо четырьмя байтами. Давайте для понятности в дальнейшем пару таких байтов я буду называть кодовой парой. Исходя из этого любой символ юникода в кодировке UTF-16 может быть закодирован либо одной кодовой парой, либо двумя.

Начнем с символов которые кодируются одной кодовой парой. Легко посчитать что таких символов может быть 65 535 (2в16), что полностью совпадает с базовым блоком юникода. Все символы находящиеся в этом блоке юникода в кодировке UTF-16 будут закодированы одной кодовой парой (двумя байтами), тут все просто.

символ «o» (латиница) — 00000000 01101111
символ «M» (кириллица) — 00000100 00011100

Теперь рассмотрим символы за пределами базового юникод диапазона. Для их кодирования потребуется уже две кодовые пары (4 байта). И механизм их кодирования немного сложнее, давайте по порядку.

Для начала введем понятия суррогатной пары. Суррогатная пара — это две кодовые пары используемые для кодирования одного символа (итого 4 байта). Для таких суррогатных пар в таблице юникода отведен специальный диапазон от D800 до DFFF. Это значит, что при преобразовании кодовой пары из байтового вида в шестнадцатиричный вы получаете число из этого диапазона, то перед вами не самостоятельный символ, а суррогатная пара.

Чтобы закодировать символ из диапазона 10000 — 10FFFF (то есть символ для которого нужно использовать более одной кодовой пары) нужно:

1. из кода символа вычесть 10000(шестнадцатиричное) (это наименьшее число из диапазона 10000 — 10FFFF)
2. в результате первого пункта будет получено число не больше FFFFF, занимающее до 20 бит
3. ведущие 10 бит из полученного числа суммируются с D800 (начало диапазона суррогатных пар в юникоде)
4. следующие 10 бит суммируются с DC00 (тоже число из диапазона суррогатных пар)
5. после этого получатся 2 суррогатные пары по 16 бит, первые 6 бит в каждой такой паре отвечают за определение того что это суррогат,
6. десятый бит в каждом суррогате отвечает за его порядок если это 1 то это первый суррогат, если 0, то второй

Разберем это на практике, думаю станет понятнее.

Для примера зашифруем символ, а потом расшифруем. Возьмем древнеперсидскую цифру сто (U+103D5):

1. 103D5 — 10000 = 3D5
2. 3D5 = 0000000000 1111010101 (ведущие 10 бит получились нулевые приведем это к шестнадцатиричному числу, получим 0 (первые десять), 3D5 (вторые десять))
3. 0 + D800 = D800 ( 110110 0 000000000 ) первые 6 бит определяют что число из диапазона суррогатных пар десятый бит (справа) нулевой, значит это первый суррогат
4. 3D5 + DC00 = DFD5 ( 110111 1 111010101 ) первые 6 бит определяют что число из диапазона суррогатных пар десятый бит (справа) единица, значит это второй суррогат
5. итого данный символ в UTF-16 — 1101100000000000 1101111111010101

Теперь наоборот раскодируем. Допустим что у нас есть вот такой код — 1101100000100010 1101111010001000:

1. переведем в шестнадцатиричный вид = D822DE88 (оба значения из диапазона суррогатных пар, значит перед нами суррогатная пара)
2. 110110 0 000100010 — десятый бит (справа) нулевой, значит первый суррогат
3. 110111 1 010001000 — десятый бит (справа) единица, значит второй суррогат
4. отбрасываем по 6 бит отвечающих за определение суррогата, получим 0000100010 1010001000 (8A88)
5. прибавляем 10000 (меньшее число суррогатного диапазона) 8A88 + 10000 = 18A88
6. смотрим в таблице юникода символ U+18A88 = Tangut Component-649. Компоненты тангутского письма.

Спасибо тем кто смог дочитать до конца, надеюсь было полезно и не очень занудно.