ASCII码和字符转换
本文是基于《编码》、《穿越计算机的迷雾》两部著作进行读后整理的记录性博客。对书中较为重要的内容进行归纳整理进行二次创作，略去了繁琐的讲述细节，力求简明扼要。
正如我们在前面内容中的介绍一样，对于计算机我们知道它具备存储器能够存储二进制比特信息。但细细一想，我们不禁会产生诸多疑惑。例如，既然计算机存储的都是二进制比特信息，那我们的文本、音视频等多种格式的文件是如何在计算机中存储的呢？计算机为什么能够 “记住” 这些不同类型的信息呢？
数字计算机中的存储器唯一可以存储的是比特，因此如果要想在计算机上处理信息，就必须把它们按位存储。通过先前的学习，我们已经掌握了如何用比特来表示数字和机器码。现在我们面临的一大挑战就是如何用它来存储文本（本文我们以文本文件为例进行介绍，音视频等文件类似）。
为了将文本表示为数字形式，我们需要构建一种系统来为每一个字母赋予一个唯一的编码。这和我们前面介绍的一种人机沟通的方式类似，我们要想计算机 “记住” 这些属于我们人类认知的知识，必需定义一种规范——一种双方都能理解的规则。
简而言之，所有由符号所表示的字母和数字都需要编码。具有这种功能的系统被称为字符编码集（CodedCharacter Set），系统内的每个独立编码称为字符编码（Character Codes）。
了解了这种思想之后，我们便可以开始实现编码实现字符转换。首先要解决的第一个问题是：构成这些编码究竟需要多少比特？
如果每个设计计算机的人都构造自己的编码系统，并且独立使用，那么文件的互传互通将困难重重。显而易见的是，我们需要一套统一的规范的编码标准。
幸运的是，这种标准已经存在并且被广泛使用，它被称为美国信息交换标准码（AmericanStandard Code for InformationInterchange），简称为ASCII 码，发音很像 ASS-key。从 1967 年正式公布至今，它一直是计算机产业中最重要的标准。
ASCII 码是 7 位编码，它的二进制取值范围为 0000000～1111111，对应于十六进制就是 00h～7Fh。下表列出了其中 32 个字符及相应的十六进制编码（完整对应关系可以查看： ASCII_百度百科 (baidu.com) ）。
有了这种编码方式，我们就可以将字符串转换成 ASCII 码。例如：I am 12 years old.，转换后用十六进制数表示为：49 20 61 6D 20 31 32 20 79 65 61 72 73 20 6F 6C 64 2E。
ASCII 码对英文字符与二进制之间的关系做了统一的规定，作为 7 位编码 ASCII 码一共规定了 128 个字符。但随之而来的问题是：英语用 128 个符号编码就够了，但是用来表示其他语言，128 个符号显然是不够的。不同国家有着自己的语言系统，也需要这样一套编码方式。显然，如果各个国家自己用自己的，那互通又成了一个繁琐的问题。
业界一直有一个目标，那就是建立一个独一无二的字符编码系统，它可以用于世界上所有语言文字，从 1988 年开始，几大著名计算机公司合作研究出一种用来替代 ASCII 码的编码系统，取名为 Unicode（统一化字符编码标准）。相对于 ASCII 的 7 位编码，Unicode 采用了 16 位编码，每一个字符需要 2 个字节。也就是说 Unicode 的字符编码范围为 0000h～FFFFh，总共可以表示 65,536 个不同字符。全世界所有的人类语言，尤其是经常出现在计算机通信过程中的语言，都可以使用同一个编码系统，而且这种系统还具备很高的扩展性。
Unicode 编码其实并不是从零开始设计的，例如前 128 个字符编码——即 0000h～007Fh——与 ASCII 码是一致的。全世界很多标准也被一同收录在 Unicode 中。Unicode 编码整合了部分之前的编码，并进行扩充。
对于 Unicode 来讲，它唯一的问题，就是它改变了字符与存储空间之间 “单字符，单字节” 的等价对应关系。采用 ASCII 编码方式存储的著作《怒火之花》，其所占据的存储空间约为 1 MB。而如果采用 Unicode 编码，约占 2 MB。为了使编码系统兼容，Unicode 在存储空间上付出了相应的代价。
随着后续的发展，Unicode 也逐步演化出 UTF-8、UTF-16 等，这里就不展开叙述。
ASCII 码和字符转换篇介绍了编码的发展以及产生，介绍了ASCII 编码和 Unicode 编码两种编码方式。为了精简内容删减了部分较为详细的书写，仅作为整理总结。
