统计UTF-8字符串中的字符函数

前言

在实际的工作开发中，需要对UTF-8字符串中的字符进行统计，但字符可能占用多个字节 ，所以此时统计字节个数是不满足实际功能需求

主要涉及到的知识点为：位运算、补码、Unicode字符集、UTF-8编码规则

Unicode与UTF-8的区别？

ASCII码

在计算机中每八个二进制位组成了一个字节（Byte），一个二进制有两种状态：”0” 状态 和 “1”状态，八位的字节一共可以组合出256(2的八次方)种不同的状态，计算机在最开始只在美国使用，早期人们用 8 位二进制来编码英文字母(最前面的一位是 0)，将英文字母和一些常用的字符分别用连续的字节状态表示，一直编到127就可以用不同字节来存储英文的文字，于是就把这个方案叫做ANSI的ACII编码

ANSI的ACII编码只限定于表示英文的文字，对于其他国家和地区的特殊字符无法进行编码，于是各个国家就决定把字节中最前面未使用的那一个位拿来使用，一直把序号编到了最后一个状态255用来表示新的字母、符号，所以从128~255这一字符集叫做"扩展字符集"

但是由于每个国家对于"扩展字符集"赋予了不同的含义，即国家之间可能存在不同的编码方式，这样容易导致乱码的形成

Unicode

Unicode就是为了统一世界上所有字符，将这些分配了一个唯一的数字编号，这个编号范围从 0x000000 到 0x10FFFF (十六进制)，有 110 多万，每个字符都有一个唯一的 Unicode 编号，这个编号一般写成 16 进制，在前面加上 U+。例如：“马”的 Unicode 是U+9A6C

Unicode只规定了符号编码范围 ，并没有指定符号的存储方式，所以符号怎么存储还是需要对应的编码规则

UTF-8

UTF（UCS Transfer Format）标准是为了解决unicode如何在网络上传输的问题，UTF-8就是每次8个位传输数据，虽然每次是使用8位进行传输，但实际是可变长字节的，就是使用的字节是可变的，这个可变取决了该字符在Unicode的编码大小，编号小的使用的字节就小，编号大的使用的字节就相应增多

UTF-8编码规则

1、对于单字节的符号，字节的第一位为0，后面的七位为Unicode码，因为对于英文字母，Unicode码和ASCII码是一致的

2、对于n字节的符号（n>1）,第一个字节的前 n 位都设为 1，第 n+1 位设为 0，后面字节的前两位一律设为 10，剩下的没有提及的二进制位，全部为这个符号的 Unicode 码

“马”的 Unicode 编号是：0x9A6C，整数编号是 39532，对应第三个范围（2048 - 65535），其格式为：1110XXXX 10XXXXXX 10XXXXXX，39532 对应的二进制是 1001 1010 0110 1100，将二进制填入进入就为： 11101001 10101001 10101100

源码

int strlenUtf8(const char *s) 
{
    
    int i = 0, j = 0;
    while (s[i]) {
    
        if ((s[i] & 0xc0) != 0x80){
    
            j++;
        } 
        i++;
    }
     return j;
}

代码分析

该函数主要是针对UTF-8字符串的字符统计，所以首先得清楚UTF-8编码规则和Unicode字符集的区别，其次是&位运算

位运算

(s[i] & 0xc0) != 0x80
0xC0=0b11000000
0x80=0b10000000
& 代表 按位逻辑与
要满足该表达式则s[i]的前两位为11，即11101001 10101001 10101100 只有11101001满足该表达式
在计算机内存中，整数一致采用补码的形式存储，所以汉字符号"马"对应的三个字节分别为-23、-87、-84

总结

对UTF-8字符串中的字符进行统计主要考察的知识点是位运算、补码、Unicode字符集、UTF-8编码规则，希望通过分享的代码一起来学习，来进步，也希望有错误的地方大佬能指出，peace&love