Unicode To UTF16 及编码过程实时解析

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Unicode To UTF16 编码与解码

UTF-16 小解

UTF-16（16-bit Unicode Transformation Format）是一种针对Unicode的可变长度字符编码。见 UTF-16。

Unicode 的编码空间可划分为17个平面（plane），每个平面包含 65536 个码位，计17个平面。第一个平面称为基本多语言平面（Basic Multilingual Plane, BMP），或称第零平面（Plane 0），其他平面称为辅助平面（Supplementary Planes）。

Unicode 基本平面与辅助平面

| Plane | Number of bytes | First code point | Last code point | |-----------------|---------------------|------------------|-----------------| | 基本平面 | 2 | U+0000 | U+FFFF | | 辅助平面 | 4 | U+10000 | U+10FFFF |

其中:

• 基本平面（BMP）包含了大部分常用字，如大部分的汉字（Unicode范围由U+0800至U+FFFF）。
• 辅助平面 emoji 表情等（Unicode范围由U+0800至U+FFFF）。

转化过程

1. 将数据转化为 unicode 的 codePoint，在 JS 中可借助于 str.codePointAt(0)
2. 如果 unicode 小于 U+10000，则直接返回，为 UTF-16 编码
3. 如果 unicode 大于 U+10000，则分为两个 UTF-16 编码 (codePoint - 0x10000) / 1024 + 0xD800, ((codePoint - 0x10000) % 1024) + 0xDC00，更详细的描述见下示例

如，🍉

1. 根据 '🍉'.codePointAt().toString(16) 得出其十六进制为 0x1f349
2. 根据 0x1f349 减去 0x10000，结果为 0x0f349，二进制为 0000 1111 0011 0100 1001，并分为两部分 0000 1111 00 (0x003c) 和 11 0100 1001 (0x0349)
3. 添加 0xd800 到上值，以形成高位：0xd800 + 0x003c = 0xd83c
4. 添加 0xdc00 到下值，以形成低位：0xdc00 + 0x0349 = 0xdf49

API

JS

在 Javascript 中，可借助于 iconv-lite 进行转化

// Encoding
iconv.encode(str, 'utf16')

// Decoding
iconv.decode(buffer, 'utf16')

Python

> '山月'.encode('utf16').hex()
'fffe715c0867'

> bytes.fromHex('fffe715c0867').decode('utf16')
山月