UCS UTF UTF-7 UTF-8 UTF-16

Unicode也是一种字符编码方法，不过它是由国际组织设计，可以容纳全世界所有语言文字的编码方案。
Unicode的学名是"Universal Multiple-Octet Coded Character Set"，简称为UCS。
UCS可以看作是"Unicode Character Set"的缩写。UCS规定了怎么用多个字节表示各种文字。

UCS有两种格式：UCS-2和UCS-4。

顾名思义，UCS-2就是用两个字节编码，UCS-4就是用4个字节（实际上只用了31位，最高位必须为0）编码。

UCS-2有2^16=65536个码位，UCS-4有2^31=2147483648个码位。

UCS-4根据最高位为0的最高字节分成2^7=128个group。
每个group再根据次高字节分为256个plane。
每个plane根据第3个字节分为256行 (rows)，
每行包含256个cells。
当然同一行的cells只是最后一个字节不同，其余都相同。

group 0的plane 0被称作Basic Multilingual Plane, 即BMP。
或者说UCS-4中，高两个字节为0的码位被称作BMP。

将UCS-4的BMP去掉前面的两个零字节就得到了UCS-2。
在UCS-2的两个字节前加上两个零字节，就得到了UCS-4的BMP。
而目前的UCS-4规范中还没有任何字符被分配在BMP之外。

UTF(UCS Transformation Format)规范规定怎样传输这些编码，常见的UTF规范包括
UTF-8、UTF-7、UTF-16。

UTF-8就是以8位为单元对UCS进行编码。从UCS-2到UTF-8的编码方式如下：

UCS-2编码(16进制) UTF-8 字节流(二进制) 
0000 - 007F 0xxxxxxx 
0080 - 07FF 110xxxxx 10xxxxxx 
0800 - FFFF 1110xxxx 10xxxxxx 10xxxxxx 

例如“汉”字的Unicode编码是6C49。
6C49在0800-FFFF之间，所以肯定要用3字节模板了：
1110xxxx 10xxxxxx 10xxxxxx。
将6C49写成二进制是：0110 110001 001001， 用这个比特流依次代替模板中的x，得到：
11100110 10110001 10001001，即E6 B1 89。

UTF-16以16位为单元对UCS进行编码。
对于小于0x10000的UCS码，UTF-16编码就等于UCS码对应的16位无符号整数。
对于不小于0x10000的UCS码，定义了一个算法。
不过由于实际使用的UCS2，或者UCS4的BMP必然小于0x10000，所以就目前而言，可以认为UTF-16和UCS-2基本相同。
但UCS-2只是一个编码方案，UTF-16却要用于实际的传输，所以就不得不考虑字节序的问题。

UTF的字节序和BOM
UTF-8以字节为编码单元，没有字节序的问题。
UTF-16以两个字节为编码单元，在解释一个UTF-16文本前，首先要弄清楚每个编码单元的字节序。
例如收到一个“奎”的Unicode编码是594E，“乙”的Unicode编码是4E59。
如果我们收到UTF-16字节流“594E”，那么这是“奎”还是“乙”？

Unicode规范中推荐的标记字节顺序的方法是BOM。BOM是Byte Order Mark。BOM是一个有点小聪明的想法：

在UCS编码中有一个叫做"ZERO WIDTH NO-BREAK SPACE"的字符，它的编码是FEFF。
而FFFE在UCS中是不存在的字符，所以不应该出现在实际传输中。
UCS规范建议我们在传输字节流前，先传输字符"ZERO WIDTH NO-BREAK SPACE"。

这样如果接收者收到FEFF，就表明这个字节流是Big-Endian的；
如果收到FFFE，就表明这个字节流是Little-Endian的。

因此字符"ZERO WIDTH NO-BREAK SPACE"又被称作BOM。

UTF-8不需要BOM来表明字节顺序，但可以用BOM来表明编码方式。
字符"ZERO WIDTH NO-BREAK SPACE"的UTF-8编码是EF BB BF（读者可以用我们前面介绍的编码方法验证一下）。
所以如果接收者收到以EF BB BF开头的字节流，就知道这是UTF-8编码了。