如何将 UTF8 字符串转换为字节数组?

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【中文标题】如何将 UTF8 字符串转换为字节数组?【英文标题】:How to convert UTF8 string to byte array? 【发布时间】:2013-09-14 18:46:13 【问题描述】:

.charCodeAt 函数返回字符的 unicode 代码。但我想改为获取字节数组。我知道,如果 charcode 超过 127,那么字符存储在两个或多个字节中。

var arr=[];
for(var i=0; i<str.length; i++) 
    arr.push(str.charCodeAt(i))

【问题讨论】:

【参考方案1】:

Encoding API 可让您轻松编码和解码 UTF-8(使用类型化数组):

var encoded = new TextEncoder().encode("Γεια σου κόσμε");
var decoded = new TextDecoder("utf-8").decode(encoded);
    
console.log(encoded, decoded);

浏览器支持isn't too bad,并且有一个polyfill 应该可以在IE11 和旧版本的Edge 中使用。

TextEncoder 只能编码为 UTF-8,而TextDecoder 支持其他编码。我用它来解码日文文本(Shift-JIS):

// Shift-JIS encoded text; must be a byte array due to values 129 and 130.
var arr = [130, 108, 130, 102, 130, 80, 129,  64, 130, 102, 130,  96, 130, 108, 130, 100,
           129,  64, 130,  99, 130, 96, 130, 115, 130,  96, 129, 124, 130,  79, 130, 80];
// Convert to byte array
var data = new Uint8Array(arr);
// Decode with TextDecoder
var decoded = new TextDecoder("shift-jis").decode(data.buffer);
console.log(decoded);

【讨论】:

.decode( ) 不适用于字符串,因此如果您尝试解码恰好是 utf8 格式的字节字符串(在某些环境中可能发生),则没有用 如果你有一个像“DEADBEEF”这样的十六进制字节串,你不能直接使用它。您需要将其转换为 TypedArray 才能对其进行解码。可以在 4 行代码中完成:paste2.org/5KHPxdVO 在我的例子中,我实际上有一个 javascript (UTF-16) 字符串,它具有 UTF-8 字符代码。实际上比这更糟糕,因为 0x80 再次被表示为其他东西(欧元符号的 unicode)等等。仍在尝试制定更好的解决方案,我应该能够将数据读入一个数组。但不幸的是,TextDecoder 是 IE/Edge 的问题。【参考方案2】:
function convertByte()

    var c=document.getElementById("str").value;
    var arr = [];
    var i=0;
    for(var ind=0;ind<c.length;ind++)
    
        arr[ind]=c.charCodeAt(i);
        i++;
        
    document.getElementById("result").innerhtml="The converted value is "+arr.join("");    

【讨论】:

欢迎来到 Stack Overflow。仅代码答案通常可以通过解释它们的工作方式和原因来改进,并且在使用现有答案和已接受答案为旧问题添加答案的情况下,指出此答案解决的问题的新方面。跨度> 【参考方案3】:

由于 JavaScript 中没有纯 byte 类型,我们可以将字节数组表示为数字数组,其中每个数字代表一个字节,因此将具有介于 0 和 255 之间的整数值。

这是一个简单的函数,它可以将 JavaScript 字符串转换为包含字符串的 UTF-8 编码的数字数组:

function toUtf8(str) 
    var value = [];
    var destIndex = 0;
    for (var index = 0; index < str.length; index++) 
        var code = str.charCodeAt(index);
        if (code <= 0x7F) 
            value[destIndex++] = code;
         else if (code <= 0x7FF) 
            value[destIndex++] = ((code >> 6 ) & 0x1F) | 0xC0;
            value[destIndex++] = ((code >> 0 ) & 0x3F) | 0x80;
         else if (code <= 0xFFFF) 
            value[destIndex++] = ((code >> 12) & 0x0F) | 0xE0;
            value[destIndex++] = ((code >> 6 ) & 0x3F) | 0x80;
            value[destIndex++] = ((code >> 0 ) & 0x3F) | 0x80;
         else if (code <= 0x1FFFFF) 
            value[destIndex++] = ((code >> 18) & 0x07) | 0xF0;
            value[destIndex++] = ((code >> 12) & 0x3F) | 0x80;
            value[destIndex++] = ((code >> 6 ) & 0x3F) | 0x80;
            value[destIndex++] = ((code >> 0 ) & 0x3F) | 0x80;
         else if (code <= 0x03FFFFFF) 
            value[destIndex++] = ((code >> 24) & 0x03) | 0xF0;
            value[destIndex++] = ((code >> 18) & 0x3F) | 0x80;
            value[destIndex++] = ((code >> 12) & 0x3F) | 0x80;
            value[destIndex++] = ((code >> 6 ) & 0x3F) | 0x80;
            value[destIndex++] = ((code >> 0 ) & 0x3F) | 0x80;
         else if (code <= 0x7FFFFFFF) 
            value[destIndex++] = ((code >> 30) & 0x01) | 0xFC;
            value[destIndex++] = ((code >> 24) & 0x3F) | 0x80;
            value[destIndex++] = ((code >> 18) & 0x3F) | 0x80;
            value[destIndex++] = ((code >> 12) & 0x3F) | 0x80;
            value[destIndex++] = ((code >> 6 ) & 0x3F) | 0x80;
            value[destIndex++] = ((code >> 0 ) & 0x3F) | 0x80;
         else 
            throw new Error("Unsupported Unicode character \"" 
                + str.charAt(index) + "\" with code " + code + " (binary: " 
                + toBinary(code) + ") at index " + index
                + ". Cannot represent it as UTF-8 byte sequence.");
        
    
    return value;


function toBinary(byteValue) 
    if (byteValue < 0) 
        byteValue = byteValue & 0x00FF;
    
    var str = byteValue.toString(2);
    var len = str.length;
    var prefix = "";
    for (var i = len; i < 8; i++) 
        prefix += "0";
    
    return prefix + str;

【讨论】:

【参考方案4】:

我使用的是Joni's solution,它工作得很好,但是这个要短得多。

这是受到Mozilla's Base64 Unicode discussion 解决方案#3 的 atobUTF16() 函数的启发

function convertStringToUTF8ByteArray(str) 
    let binaryArray = new Uint8Array(str.length)
    Array.prototype.forEach.call(binaryArray, function (el, idx, arr)  arr[idx] = str.charCodeAt(idx) )
    return binaryArray

【讨论】:

【参考方案5】:

您可以使用 FileReader 原样保存字符串。

将字符串保存在一个 blob 中并调用 readAsArrayBuffer()。然后 onload-event 会产生一个 arraybuffer,它可以转换为 Uint8Array。 不幸的是,这个调用是异步的。

这个小功能可以帮到你:

function stringToBytes(str)

    let reader = new FileReader();
    let done = () => ;

    reader.onload = event =>
    
        done(new Uint8Array(event.target.result), str);
    ;
    reader.readAsArrayBuffer(new Blob([str],  type: "application/octet-stream" ));

    return  done: callback =>  done = callback;  ;

这样称呼它:

stringToBytes("\u1f4a9").done(bytes =>

    console.log(bytes);
);

输出: [240, 159, 146, 169]

解释:

JavaScript 使用 UTF-16 和代理对将 unicode 字符存储在内存中。要在原始二进制字节流中保存 unicode 字符,需要进行编码。 通常并且在大多数情况下,UTF-8 用于此目的。如果不使用编码,则无法保存 unicode 字符,只能保存 ASCII 到 0x7f。

FileReader.readAsArrayBuffer() 使用 UTF-8。

【讨论】:

【参考方案6】:

Google Closure 库具有与 UTF-8 和字节数组相互转换的函数。如果不想使用整个库,可以从here 复制函数。为了完整起见,将字符串转换为 UTF-8 字节数组的代码是:

goog.crypt.stringToUtf8ByteArray = function(str) 
  // TODO(user): Use native implementations if/when available
  var out = [], p = 0;
  for (var i = 0; i < str.length; i++) 
    var c = str.charCodeAt(i);
    if (c < 128) 
      out[p++] = c;
     else if (c < 2048) 
      out[p++] = (c >> 6) | 192;
      out[p++] = (c & 63) | 128;
     else if (
        ((c & 0xFC00) == 0xD800) && (i + 1) < str.length &&
        ((str.charCodeAt(i + 1) & 0xFC00) == 0xDC00)) 
      // Surrogate Pair
      c = 0x10000 + ((c & 0x03FF) << 10) + (str.charCodeAt(++i) & 0x03FF);
      out[p++] = (c >> 18) | 240;
      out[p++] = ((c >> 12) & 63) | 128;
      out[p++] = ((c >> 6) & 63) | 128;
      out[p++] = (c & 63) | 128;
     else 
      out[p++] = (c >> 12) | 224;
      out[p++] = ((c >> 6) & 63) | 128;
      out[p++] = (c & 63) | 128;
    
  
  return out;
;

【讨论】:

Google 将关闭移至 github。更新了链接(也更新了代码 sn-p,因为函数实现也发生了变化)。 这里是更新的链接:stringToUtf8ByteArray()【参考方案7】:

假设问题是关于一个 DOMString 作为输入,目标是获取一个数组,当它被解释为字符串(例如写入磁盘上的文件)时,将是 UTF-8 编码:

现在几乎所有现代浏览器support Typed Arrays,如果不列出这种方法,那就太丢人了:

根据W3C,支持文件 API 的软件应在其 Blob 构造函数中接受 DOMString(另请参阅:String encoding when constructing a Blob) 可以使用 文件阅读器.readAsArrayBuffer() 函数将 Blob 转换为 ArrayBuffer 使用 DataView 或使用 File Reader 读取的缓冲区构造 Typed Array,可以访问 ArrayBuffer 的每个字节

例子:

// Create a Blob with an Euro-char (U+20AC)
var b = new Blob(['€']);
var fr = new FileReader();

fr.onload = function() 
    ua = new Uint8Array(fr.result);
    // This will log "3|226|130|172"
    //                  E2  82  AC
    // In UTF-16, it would be only 2 bytes long
    console.log(
        fr.result.byteLength + '|' + 
        ua[0]  + '|' + 
        ua[1] + '|' + 
        ua[2] + ''
    );
;
fr.readAsArrayBuffer(b);

在JSFiddle 上玩。我还没有对此进行基准测试,但我可以想象这对于作为输入的大型 DOMString 是有效的。

【讨论】:

这很棒。无需在 JS 中进行疯狂的位旋转,只需将其直接传递给 Blob 构造函数即可。谢谢!【参考方案8】:

UTF-8编码Unicode的逻辑基本是:

每个字符最多可以使用 4 个字节。使用尽可能少的字节数。 不超过 U+007F 的字符使用单个字节进行编码。 对于多字节序列,第一个字节中前导 1 的位数给出了字符的字节数。第一个字节的其余位可用于对字符的位进行编码。 连续字节以 10 开头,其他 6 位对字符的位进行编码。

这是我不久前编写的一个函数,用于在 UTF-8 中编码 JavaScript UTF-16 字符串:

function toUTF8Array(str) 
    var utf8 = [];
    for (var i=0; i < str.length; i++) 
        var charcode = str.charCodeAt(i);
        if (charcode < 0x80) utf8.push(charcode);
        else if (charcode < 0x800) 
            utf8.push(0xc0 | (charcode >> 6), 
                      0x80 | (charcode & 0x3f));
        
        else if (charcode < 0xd800 || charcode >= 0xe000) 
            utf8.push(0xe0 | (charcode >> 12), 
                      0x80 | ((charcode>>6) & 0x3f), 
                      0x80 | (charcode & 0x3f));
        
        // surrogate pair
        else 
            i++;
            // UTF-16 encodes 0x10000-0x10FFFF by
            // subtracting 0x10000 and splitting the
            // 20 bits of 0x0-0xFFFFF into two halves
            charcode = 0x10000 + (((charcode & 0x3ff)<<10)
                      | (str.charCodeAt(i) & 0x3ff));
            utf8.push(0xf0 | (charcode >>18), 
                      0x80 | ((charcode>>12) & 0x3f), 
                      0x80 | ((charcode>>6) & 0x3f), 
                      0x80 | (charcode & 0x3f));
        
    
    return utf8;

【讨论】:

结果不一样,和unescape(encodeURIComponent())。 ***.com/a/18729536/2408835 @donkaka 它应该与 arrfor 循环之后匹配。 jsfiddle.net/3Uz8n 看起来与onicos.com/staff/iz/amuse/javascript/expert/utf.txt 相似,它适用于包含 CJK 统一扩展 B 中晦涩的 4 字节字符的字符串。 这是about 89% faster,而不是领先的答案。干得好。 google 闭包库中的一个类似函数:stringToUtf8ByteArray()。 JavaScript 内存中的字符串是 UTF16 的事实对我来说是一个机会??【参考方案9】:

JavaScript Strings 是 stored in UTF-16。要获得 UTF-8,您必须自己转换 String

一种方法是将encodeURIComponent()unescape 混合输出为UTF-8 字节URL 编码的mentioned on ecmanaut。

var utf8 = unescape(encodeURIComponent(str));

var arr = [];
for (var i = 0; i < utf8.length; i++) 
    arr.push(utf8.charCodeAt(i));

【讨论】:

谢谢,它有效。但我想了解一下,如何将此 unicode 编码为 utf8 字节码转换。你能给我链接一篇关于它的文章吗?我没有找到任何 @donkaka 我在我的帖子中链接到一个。 ecmanaut.blogspot.com/2006/07/…。您要手动逐个代码转换吗? 是的。 encodeURIComponent 效果很好,但我想了解一下,utf8 字节码是如何生成的。 ***其实对UTF-8转换有很好的总结。 en.wikipedia.org/wiki/UTF-8#Description 示例演示了原始代码点的位是如何扩展的,以及应用了哪些前缀来帮助以后解码。 UTF-16 surrogate pairs 编码变得复杂,但基于 bitwise shifting and masking with AND or OR。 这里有更多示例,如果您想在 UTF-8 文本和十六进制、二进制或 base64 之间进行转换:jsfiddle.net/47zwb41o

以上是关于如何将 UTF8 字符串转换为字节数组?的主要内容,如果未能解决你的问题,请参考以下文章

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