字符串、字符、字节以及bit位小结与疑问

 字符串是由一个个字符组成的，每个字符又有一个或多个字节来表示，每个字节又由8个bit位来表示

在C#里 字符串通常由string来声明，字符由char来声明，字节由byte来表示，位由bit来表示，具体分析见下面的测试代码分析：

完整测试代码：

using System;
using System.Collections.Generic;
using System.Linq;
using System.Linq.Expressions;
using System.Text;
using System.Threading.Tasks;
using System.IO;
namespace CSharpRumenJD
{
    class Program
    {
        static void Main(string[] args)
        {

            string unicodestr = "啊?/123";
            Console.WriteLine("字符串：" + unicodestr);
            Console.WriteLine("字符长度：" + unicodestr.Length);
            Console.WriteLine("Unicode字节长度：" + System.Text.Encoding.Unicode.GetByteCount(unicodestr));
            var unicodebytes = System.Text.Encoding.Unicode.GetBytes(unicodestr);
            Console.WriteLine("gb2312字节长度：" + Encoding.GetEncoding("gb2312").GetByteCount(unicodestr));
            var gb2312bytes = System.Text.Encoding.GetEncoding("gb2312").GetBytes(unicodestr);
            #region 乱码测试
            var gb2312tounidecodestr = System.Text.Encoding.Unicode.GetString(gb2312bytes);
            Console.WriteLine("gb2312bytes转化成Unicode字符串：" + gb2312tounidecodestr);
            var gb2312str = System.Text.Encoding.GetEncoding("gb2312").GetString(gb2312bytes);
            Console.WriteLine("gb2312bytes字符串：" + gb2312str);
            #endregion
            #region 打印二进制数据
            int capacity = gb2312bytes.Length * 8;
            StringBuilder sb = new StringBuilder(capacity);
            for (int i = 0; i < gb2312bytes.Length; i++)
            {
                sb.Append(gb2312bytes[i] + ":" + Convert.ToString(gb2312bytes[i], 2).PadLeft(8, '0') + "|");
            }
            Console.WriteLine(sb.ToString().TrimEnd('|'));
            #endregion
            StreamWriter sw = new StreamWriter("1.txt", false, System.Text.Encoding.Unicode);
            sw.Write(unicodestr);
            sw.Close();
            StreamWriter sw1 = new StreamWriter("2.txt", false, Encoding.GetEncoding("gb2312"));
            sw1.Write(unicodestr);
            sw1.Close();
            Console.ReadKey();
        }
    }
}

测试结果：

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通过测试结果可以看到同样一个字符串，

通过Unicode编码获取的字节长度为12，通过GB2312获取的字节长度为7，

而且使用Unicode去把GB2312编码的的字节数组转化成字符串时出现乱码问题，使用GB2312的编码方式把GB2312编码的字节数组转化成字符串时没有任何问题的，

疑问一：为什么两种编码方式得到的字节长度不同呢？

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Unicode码：Unicode码也是一种国际标准编码，Unicode目前普遍采用的是UCS-2,它用两个字节来编码一个字符(多亏了ohmygirl的指点)，C#中的Unicode默认使用UTF-16编码格式，所以上面的字符串的字节长度为12，

GB2312编码是ANSI编码中的一个分支，在使用 ANSI 编码支持多种语言阶段，每个字符使用一个字节或多个字节来表示（MBCS），因此，这种方式存放的字符也被称作多字节字符。比如，"啊?/123"长度为7个字节，每个汉字占2个字节，每个英文和数字字符占1个字节，

字符与编码的发展

从计算机对多国语言的支持角度看，大致可以分为三个阶段：

	系统内码	说明	系统
阶段一	ASCII	计算机刚开始只支持英语，其它语言不能够在计算机上存储和显示。	英文 DOS
阶段二	ANSI编码 （本地化）	为使计算机支持更多语言，通常使用 0x80~0xFF 范围的 2 个字节来表示 1 个字符。比如：汉字 '中' 在中文操作系统中，使用 [0xD6,0xD0] 这两个字节存储。 不同的国家和地区制定了不同的标准，由此产生了 GB2312, BIG5, JIS 等各自的编码标准。这些使用 2 个字节来代表一个字符的各种汉字延伸编码方式，称为 ANSI 编码。在简体中文系统下，ANSI 编码代表 GB2312 编码，在日文操作系统下，ANSI 编码代表 JIS 编码。 不同 ANSI 编码之间互不兼容，当信息在国际间交流时，无法将属于两种语言的文字，存储在同一段 ANSI 编码的文本中。	中文 DOS，中文 Windows 95/98，日文 Windows 95/98
阶段三	UNICODE （国际化）	为了使国际间信息交流更加方便，国际组织制定了 UNICODE 字符集，为各种语言中的每一个字符设定了统一并且唯一的数字编号，以满足跨语言、跨平台进行文本转换、处理的要求。	Windows NT/2000/XP，Linux，Java

 

疑问二：最后一行的十进制数字代表什么呢？

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因为字节数组是由GB2312编码格式得到的，所以需要先了解GB2312的处理方式，在使用GB2312的程序中，每个汉字及符号以两个字节来表示。第一个字节称为“高位字节”（也称“区字节）”，第二个字节称为“低位字节”（也称“位字节”），“高位字节”使用了0xA1-0xF7(把01-87区的区号加上0xA0)，“低位字节”使用了0xA1-0xFE(把01-94加上 0xA0)，其中0xA0转化成10进制数字就是160，“啊”字是GB2312字符集的第一个汉字，它的区号16，位号01，则区位码是1601，

所以高位字节码为0xA0+16即160+16=176，低位字节码0xA0+01即160+1=161，正好和吻合，而剩下的五个十进制数字和啊字后面的五个字符个数相符，经查：

 

疑问三：为什么生成的文本文件大小和字节不一致？

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从下图可以看到GB2312编码格式生成的文件大小为7字节，和控制台打印出来的一致，而Unicode编码格式生成的文件为14字节，比控制台打印出来的字节长度真真的大了2个字节，不知道如何解释这个现象

 

 参考资料：

1. 字符，字节和编码
2. bit、byte、位、字节、汉字、字符之间的区别
3. 信息交换用汉字编码字符集
4. GB2312字符集的详解
5. ASCII码对照表