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UTF-8即8-bit Unicode Transformation Format，是一种用于编码Unicode字符的可变长度字符编码方案。

一、基本特性

1. 可变长度编码：UTF-8使用1到4个字节来表示一个Unicode字符。对于不同的字符，其编码长度不同：
   • 1字节：用于表示标准ASCII字符（U+0000到U+007F）。
   • 2字节：用于表示拉丁字母扩展（U+0080到U+07FF）。
   • 3字节：用于表示基本多文种平面（BMP）中的其他字符（U+0800到U+FFFF）。
   • 4字节：用于表示补充字符（U+10000到U+10FFFF）。
2. 向后兼容性：由于UTF-8编码的ASCII字符与传统的ASCII编码完全相同，因此它与许多老系统和协议兼容。
3. 无字节序问题：UTF-8以字节为单位进行编码，这使得它在不同平台之间传输数据时不需要考虑字节序的问题。
4. 同步性好：UTF-8编码的每个字节都有固定的模式，可以通过检查字节的前几位来判断一个字符的起始位置。这种特性使得在数据损坏或丢失的情况下，更容易恢复和同步。

二、编码规则

UTF-8编码规则根据Unicode字符的码点范围来定义，具体如下：

• 1字节：0xxxxxxx（适用于U+0000到U+007F）
• 2字节：110xxxxx 10xxxxxx（适用于U+0080到U+07FF）
• 3字节：1110xxxx 10xxxxxx 10xxxxxx（适用于U+0800到U+FFFF）
• 4字节：11110xxx 10xxxxxx 10xxxxxx 10xxxxxx（适用于U+10000到U+10FFFF）

三、UTF-8 字符串拆分

#include <iostream>  // 包含输入输出流库，用于控制台输入输出
#include <string>    // 包含字符串处理库，用于处理std::string
#include <vector>    // 包含向量容器库，用于动态数组
#include <cassert>   // 包含断言库，用于调试时的条件检查// 获取UTF-8字符的长度
int utf8CharLength(unsigned char byte) {// 根据UTF-8编码规则，判断字符长度if ((byte & 0b10000000) == 0) return 1;       // 0xxxxxxx：1字节，适用于ASCII字符if ((byte & 0b11100000) == 0b11000000) return 2; // 110xxxxx：2字节if ((byte & 0b11110000) == 0b11100000) return 3; // 1110xxxx：3字节if ((byte & 0b11111000) == 0b11110000) return 4; // 11110xxx：4字节return 0; // 返回0表示无效的UTF-8起始字节
}// 拆分UTF-8字符串为单个字符
std::vector<std::string> splitUTF8String(const std::string& input) {std::vector<std::string> words; // 用于存储分割后的字符int len = input.length(); // 获取输入字符串的长度int i = 0; // 初始化索引// 逐个字符拆分 UTF-8 字符串while (i < len) {int charLength = utf8CharLength(input[i]); // 获取当前字节的字符长度// 检查字符长度是否有效，以及是否超出字符串长度if (charLength == 0 || i + charLength > len) {std::cerr << "Invalid UTF-8 encoding detected!" << std::endl; // 输出错误信息break; // 退出循环}// 提取当前完整字符并添加到结果中words.push_back(input.substr(i, charLength));i += charLength; // 移动索引到下一个字符的起始位置}return words; // 返回分割后的字符向量
}int main() {// 定义一个包含多语言字符的UTF-8字符串std::string utf8Str = u8"Hello，欢迎关注！谢谢!";// 调用函数拆分字符串std::vector<std::string> characters = splitUTF8String(utf8Str);// 输出每个拆分后的字符for (const auto& ch : characters) {std::cout << ch << std::endl; // 输出当前字符}return 0; // 程序结束
}

输出

H
e
l
l
o
，
欢
迎
关
注
！
谢
谢
!

四、应用特点

1. 效率高：对于英文文本或主要使用ASCII字符的文本，UTF-8非常高效，因为它们只需要1个字节。
2. 全球支持：UTF-8支持全球所有书写系统，适用于多语言环境。
3. 广泛应用：UTF-8是互联网标准HTML和XML的默认编码方式，广泛应用于网页、邮件和其他数据交换格式。