Windows代码页、区域
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5.2 NlsDllCodePageTranslation 6
第1章代码页
1 代码页
代码页也叫字符集,它有两个特点:
1、它是一个字符集合;
2、为了便于计算机处理。这个字符集合里,每个字符都有编码。
可用一个字符串表示代码页,如:GB2312、GBK、GB18030、Big5……也可以用一个整数表示代码页,如:20936表示GB2312、936表示GBK、54936表示GB18030、950表示Big5……
1.1 单字节字符集
代码页里,每个字符使用一个字节编码,这样的字符集就是单字节字符集SBCS(Single-byte Character Sets)
1.2 双字节字符集
代码页里,每个字符最多使用两个字节编码,这样的字符集就是双字节字符集DBCS(Double-byte Character Sets)
1.3 多字节字符集
代码页里,某些字符的编码超过了一个字节,这样的字符集就是多字节字符集MBCS(Multi-byte Character Sets)。显然,双字节字符集属于多字节字符集,反过来多字节字符集不一定是双字节字符集。因为,有些代码页会用两个以上的字节表示一个字符。如:UTF-7、UTF-8……。
笔者发现一个规律:Windows中,编码超过两个字节的代码页,其数值超过50000,如下图所示:
图1.1
上图中,除了代码页"51949(EUC-朝鲜语)",剩下超过50000的代码页,其编码用到的最大字节数均大于二。
1.4 ANSI代码页
ANSI代码页具有如下特点:
1、编码0至127符合ANSI(American National Standards Institute——美国国家标准学会)制定的ASCII编码标准;
2、它是由微软制定并实现的。如:GB2312也符合第1条,但它不是ANSI代码页,因为这套编码属于中国的国标,不是微软制定的。由微软实现的GBK才是ANSI代码页;
3、它是双字节字符集,亦即编码最多两个字节。
下图中,有ANSI标志的就是ANSI代码页。简体中文Windows,使用的代码页是936,即GBK。
图1.2
2 枚举代码页
可使用API函数EnumSystemCodePages,枚举系统的代码页。下面的代码枚举代码页,存入变量s_mapCodePage中:
static std::map<UINT,CString> s_mapCodePage;
static BOOL CALLBACK EnumCodePagesProc(LPTSTR lpString) { s_mapCodePage[_tcstoul(lpString,NULL,10)]; return TRUE; }
{//枚举代码页,存入s_mapCodePage s_mapCodePage.clear(); EnumSystemCodePages(EnumCodePagesProc,CP_INSTALLED); } |
3 查询代码页信息
可使用GetCPInfoEx函数获得代码页的信息。代码如下:
{//遍历s_mapCodePage,获取每个代码页的说明 CPINFOEX ci; for(std::map<UINT,CString>::iterator it = s_mapCodePage.begin() ;it != s_mapCodePage.end();++it) { if(GetCPInfoEx(it->first,0,&ci)) { it->second = ci.CodePageName; } } } |
结构CPINFOEX里,多字节编码的信息不全——只有首字节的范围信息,没有其它字节的范围信息。
可以通过编码找出其余字节的范围信息。思路就是:调用WideCharToMultiByte函数,将0~0xFFFF的UTF-16编码转换为指定代码页的编码,并确定各个字节的范围。如下图所示,计算出了GBK的编码范围:
图1.3
注意:
1、上图中,一字节的编码范围为[0x00,0xFF],最多只能有256个。何以有41198个之多?原因在于WideCharToMultiByte将UTF-16字符映射为GBK字符时,会有多个字符映射为同一个字符的情况;
2、上图的编码范围只显示最小值和最大值,还不足够精细;
3、实现上述功能的VC++代码已被笔者上传至git服务器,网址如下:
https://github.com/hanford77/Exercise
https://git.oschina.net/hanford/Exercise
在工程WinNLS里。
4 宽窄字符串
Windows 下,使用VC++编程。会遇到三类字符串:
1、宽字符串,即UTF-16编码的字符串。每个字符固定占用两个字节。处理宽字符串的API函数一般以W结尾,如:CreateWindowW、MessageBoxW……
2、窄字符串,即字符串中的字符均属于某个ANSI代码页。每个字符占用一至两个字节。处理窄字符串的API函数一般以A结尾,如:CreateWindowA、MessageBoxA……
3、多字节字符串,即字符串中字符编码的字节数超过了两个。如:UTF-8、GB18030……这类字符串必须转换为宽字符串或窄字符串后,才能被Windows API使用。
Windows系统中,宽字符串不会产生歧义——它总是UTF-16编码;多字节字符串(包括窄字符串)在不同的代码页下会有不同的解释,所以必须明确窄字符串所属的代码页,否则就会产生乱码。
5 字符串转换
宽窄字符串的转换由WideCharToMultiByte(宽字符串转换为多字节字符串)和MultiByteToWideChar(多字节字符串转换为宽字符串)完成。
5.1 查表
WideCharToMultiByte和MultiByteToWideChar的实质工作主要就是查表。如下面的代码转换宽字符串"编码"为窄字符串:
char szStr[64]; WideCharToMultiByte(CP_ACP,0,L"编码",-1,szStr,64,NULL,NULL); |
这一行代码做了什么?查看注册表HKEY_LOCAL_MACHINE\SYSTEM\CurrentControlSet\Control\Nls\CodePage
图1.4
根据上图可知:CP_ACP表示代码页936。再根据936可以查到文件c_936.nls。nls文件其实就是UTF-16编码与ANSI编码的对照表。具体请参考博文:
http://demon.tw/copy-paste/nls-file-format.html
WideCharToMultiByte根据c_936.nls文件中的对照表,把"编码"由UTF-16编码转换为代码页为936的编码。
5.2 NlsDllCodePageTranslation
有些编码不适合查表,如:UTF-7编码与UTF-16编码的转换并不是简单的字符对应关系,无法查表完成。
编码超过两个字节的,无法查表。如:GB18030、UTF-8的编码均超过了两个字节,无法使用nls文件存储编码对照表。
这类情况下,WideCharToMultiByte和MultiByteToWideChar是如何实现的呢?查看注册表,代码页54936(GB18030)对应的文件是c_g18030.dll。
图1.5
在C:\Windows\System32和C:\Windows\SysWOW64目录下,均能找到c_g18030.dll这个文件。System32目录下是64位的,SysWOW64目录下是32位的。这个dll文件,导出了函数NlsDllCodePageTranslation。
图1.6
也就是说,对于无法查表完成的编码转换。WideCharToMultiByte和MultiByteToWideChar会LoadLibrary该代码页对应的dll文件,然后调用该dll文件里的导出函数NlsDllCodePageTranslation,完成编码的转换工作。
第2章区域
2.1 一个例子
首先看一个例子
#include <stdio.h> void main() { puts ( "窄字符串"); _putws(L"宽字符串"); } |
运行结果如下:
图2.1
为什么宽字符串没有被显示出来?因为调用C函数之前,没有设置C函数的代码页为GBK。为此,修改代码如下:
#include <stdio.h> #include <locale.h> void main() { setlocale(LC_ALL,".936"); //设置代码页为 GBK puts ( "窄字符串"); _putws(L"宽字符串"); } |
运行结果如下:
图2.2
2.2 setlocale
MSDN里关于setlocale函数的说明,第二个参数有些复杂,如下所示:
locale :: "lang[_country[.code_page]]" | ".code_page" | "" | NULL |
2.2.1 简单用法
用法 |
示例 |
说明 |
".code_page" |
setlocale(LC_ALL,".936"); |
设置代码页为936 |
"" |
setlocale(LC_ALL,""); |
设置代码页为系统默认值 对于简体中文而言就是936 |
NULL |
setlocale(LC_ALL,NULL); |
获取设置,如: setlocale(LC_ALL,"");之前调用setlocale(LC_ALL,NULL);将返回"C" setlocale(LC_ALL,"");之后调用setlocale(LC_ALL,NULL);将返回"Chinese (Simplified)_People's Republic of China.936" |
2.2.2 复杂用法
setlocale(LC_ALL,"");之后调用setlocale(LC_ALL,NULL);将返回"Chinese (Simplified)_People's Republic of China.936"。这个返回值就是"lang[_country[.code_page]]"——下划线之前的是语言,下划线与小数点之间的是国家或地区,小数点之后的是代码页。
语言、国家或地区这两个参数该怎么填?可使用EnumSystemLocales函数枚举Windows系统的区域,然后使用GetLocaleInfo函数获得区域的属性。如下图所示:
图2.3
上图第一列的LCID是EnumSystemLocales函数枚举出来的;LOCALE_SCOUNTRY、LOCALE_SENGLANGUAGE、LOCALE_SENGCOUNTRY……这些列是GetLocaleInfo函数获得的。
根据上图所示,使用setlocale函数设置台湾地区,可以这样设置:
setlocale(LC_ALL,"Chinese (Traditional)_Taiwan.950"); |
"语言_国家或地区.代码页"比较麻烦,可以使用缩写。缩写可由GetLocaleInfo(...,LOCALE_SABBREVLANGNAME)获得,如下图所示:
图2.4
根据上图所示,使用setlocale函数设置台湾地区,可以这样设置:
setlocale(LC_ALL,"CHT"); |
注意:
1、"Uzbek (Cyrillic)_Uzbekistan.1251"与"Uzbek (Latin)_Uzbekistan.1254"的缩写均为UZB。为防止混淆,请不要使用缩写;
2、更多的区域信息,可运行WinNLS程序获得,该程序已被笔者上传至git服务器,网址如下:
https://github.com/hanford77/Exercise
https://git.oschina.net/hanford/Exercise
2.3 #pragma setlocale
还是这段代码,在繁体中文操作系统下编译,会发生什么?
#include <stdio.h> #include <locale.h> void main() { setlocale(LC_ALL,".936"); //设置代码页为 GBK puts ( "窄字符串"); _putws(L"宽字符串"); } |
首先,这段代码是在简体中文操作系统下编写的,并保存为ANSI编码格式。因此,"窄字符串"和"宽字符串"在源文件中被存储为多字节字符串,代码页为936 GBK。
编译器在编译"窄字符串"时,保持字符串的内容,因此"窄字符串"的编码仍为GBK编码;编译器在编译"宽字符串"时,需要将窄字符串转换为宽字符串。窄字符串的代码页本来是936的,结果在繁体中文操作系统下,VC++编译器会把该字符串的代码页当做950,然后转换为宽字符串。结果就会产生乱码了。
为此,可添加一行代码,如下所示:
#include <stdio.h> #include <locale.h> void main() { setlocale(LC_ALL,".936"); //设置代码页为 GBK puts ( "窄字符串"); #pragma setlocale(".936") _putws(L"宽字符串"); } |
#pragma setlocale(".936")的含义就是:让编译器执行一下函数setlocale(...,".936");将代码页切换为936。这样,在将"宽字符串"转换为宽字符串时,就不会产生乱码了。
#pragma setlocale的参数,可以完全按照setlocale函数第二个参数的格式进行填写。
2.4 rc 文件
资源文件(*.rc)同样需要设置区域和代码页,具体如下
LANGUAGE LANG_CHINESE, SUBLANG_CHINESE_SIMPLIFIED #pragma code_page(936) |
LANGUAGE LANG_CHINESE, SUBLANG_CHINESE_SIMPLIFIED指定区域的LCID为0x0804(十进制的2052)。参考图2.4,就是设置区域为"中华人民共和国"。
#pragma code_page(936) 就是设置代码页为936。具体就是:从这一行开始,所有的字符串均是GBK编码。
注意:VC++.NET的rc文件可以保存为Unicode(UTF-16LE)格式。此时,设置区域和代码页似乎不是必需的了。
2.5 排序
LCID里还包含了排序信息。根据这个排序设置,可使用CompareString函数比较两个字符串。
将有排序信息的LCID设置给ComboBox、ListBox,则会影响这些控件的排序功能(其内部应该是调用了CompareString函数),具体请参考WinNLS工程。