让我们来分析这个问题。图片中的标题是“编码”和“编码模板”,左侧是三个数字 [0,127]
、[128,2047]
和 [2048,65535]
,右侧是对应的编码模板,分别是 0???????
、110????? 10??????
和 1110???? 10?????? 10??????
。问题提到“如果字符占4个字节”,我们需要推断这些编码模板的含义。
分析背景
从编码模板的模式来看,这很像是 UTF-8 编码的变种或类似的多字节编码方式。UTF-8 是一种变长编码方案,根据字符的 Unicode 码点(code point)使用不同长度的字节来表示字符:
[0, 127]
:1 字节,格式为0xxxxxxx
(7 位)[128, 2047]
:2 字节,格式为110xxxxx 10xxxxxx
(11 位)[2048, 65535]
:3 字节,格式为1110xxxx 10xxxxxx 10xxxxxx
(16 位)
这些范围和模板与 UTF-8 的编码规则非常相似。?
通常表示可变位(即用来存储字符码点的位)。但问题提到“字符占4个字节”,这需要我们进一步思考。
4字节的含义
在 UTF-8 中,4 字节编码通常用于表示更大的 Unicode 码点范围 [65536, 1114111]
(即 0x10000 到 0x10FFFF),模板是:
11110xxx 10xxxxxx 10xxxxxx 10xxxxxx
(21 位)
但图片中只给出了 1 到 3 字节的编码模板,范围到 [2048, 65535]
,没有提到 4 字节的模板。然而,问题明确问“如果字符占4个字节”,这可能暗示我们需要推导 4 字节的编码模板,或者假设所有字符都用 4 字节固定长度编码。
假设 1:固定 4 字节编码
如果所有字符都用 4 字节固定长度编码(而不是变长),那就不符合图片中的变长模板了。固定 4 字节编码通常是 UTF-32 的一种形式,每个字符直接用 32 位(4 字节)表示,没有前缀位,直接存储码点值:
- 模板可能是
xxxxxxxx xxxxxxxx xxxxxxxx xxxxxxxx
(32 位)
但这与图片中的变长编码模板不符,图片明显是变长编码(类似 UTF-8),所以这个假设可能不正确。
假设 2:扩展到 4 字节的变长编码
更合理的解释是,图片展示的是一个类似 UTF-8 的变长编码方案,但问题要求我们推导 4 字节的情况。基于图片的模式,我们可以推测:
- 1 字节:
0???????
(7 位,[0, 127]
) - 2 字节:
110????? 10??????
(5+6=11 位,[128, 2047]
) - 3 字节:
1110???? 10?????? 10??????
(4+6+6=16 位,[2048, 65535]
)
按照 UTF-8 的逻辑,4 字节的模板应该是:
- 4 字节:
11110??? 10?????? 10?????? 10??????
(3+6+6+6=21 位,[65536, 1114111]
)
这个模板可以编码更大的范围,符合 Unicode 的最大范围(0x10FFFF)。这里的 ?
表示可变位,用来存储字符的码点。
最终答案
基于图片中的模式和“字符占4个字节”的要求,最合理的解释是问题在问 4 字节编码的模板,延续图片中的变长编码规则。类似 UTF-8 的 4 字节编码模板是:
编码模板:11110??? 10?????? 10?????? 10??????
这表示一个 4 字节的编码,其中:
- 首字节以
11110
开头,后面 3 位(???
)存储码点的高位; - 后续 3 个字节以
10
开头,每字节 6 位(??????
),共 18 位; - 总共可存储 21 位的码点,范围是
[65536, 1114111]
。