让Vim彻底告别乱码-演道网

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1 字符编码基础知识

字符编码是计算机技术中最基本和最重要的知识之一。如果缺乏相关知识,请自行恶补之。这里仅做最简要的说明。

1.1 字符编码概述

所谓的字符编码,就是对人类发明的每一个文字进行数字化表示。最经典的ASCII编码就是西方人发明的针对英文字符的编码方法,包括26个英文字母、数字、标点、特殊字符等。问题是,这种编码的范围是0-127,只能对128个字符进行编码。当计算机来到其他国家后发现,除了英语,还有大量的其他语言,而且涵盖的字符也远远多于128个。为此,各个国家开始针对自己的语言进行编码工作,例如中国的GBK,日本的CJK,等等。

这虽然解决了ASCII编码不够用的问题,但是却带来了另外一个更加严重的问题。那就是各个国家的字符编码不统一,导致无法进行统一处理。于是乎,著名的UNICODE出现了,UNICODE编码范围非常大,可以涵盖全球所有语言的字符。

1.2 区分字符集(Charset)和字符编码(Char Encoding)

这两个术语有时候不进行区分的使用,但是理解其区别对于理解字符编码至关重要。

  • 代码点(Code Point)
    也就是我们前面说到的,为每一个字符分配一个数字序号。例如在ASCII字符集中,字符A被分配成65号,那就是说A的代码点是65。一种编码规范中,所有的代码点的集合就是字符集。
  • 字符编码
    字符编码是代码点的二进制存储格式。还是前面的例子,在ASCII字符集中,A的代码点是65。而这个65究竟是怎么用二进制0和1序列表示呢?这就是字符编码的工作。在ASCII编码中,这个65被存储为01000001,一共占据一个字节(8个二进制位)。

说到这里也许你会觉得,这中区别也没什么啊,这主要是因为在我们的例子中ASCII字符集的代码点只有一种字符编码方式,也就是ASCII字符编码。而这在其他字符集中却不总是这样,例如UNICODE字符集。

UNICODE字符集,规定了全球每一个字符的代码点,例如英文字母A在UNICODE字符集中的代码点是65(哈哈,这个代码点与ASCII是兼容的),然而65的存放格式却有很多方式:例如在UTF-8字符编码规范中被存储为8个二进制位:01000001,而在UCS-16中被存储为16个二进制位:0000000001000001,而在UCS-32中被存储为32个二进制位:00000000000000000000000001000001。

说到这里,就明白了,UNICODE字符集对应有很多不同的字符编码方式:UTF-8,UCS-16,UCS-32等等。
而ASCII字符集只有一种编码方式:ASCII字符编码。

UNICODE字符集的不同编码方式是为了适应不同的环境而被创造出来的,例如UTF-8被用来网络传输,文件存放,UCS-16则被用来作为内存中的存放方式,以利于快速统一计算。

现如今,虽然UNICODE字符集已经获得广泛采用,然而历史遗留的其他字符集仍大量存在。
近年来,字符集的概念很少被提及,字符编码则更多的被使用。

1.3 字符编码与显示

对字符进行编码只是完成了存放、处理和传输,要想把字符的形状绘制出来,还要有对应的字体以及渲染手段。

对于GUI程序,操作系统都会提供API来对指定字符进行渲染绘制。对于终端来说,终端有一个字符编码的属性,从而把接收到的二进制字节流按照这个字符编码进行解析,然后调用相应的渲染引擎来对其进行显示,详情请参考我的一篇博文:从调用printf()到显示器上看到字符串。

2 VIM读取、显示、保存文本文件过程分析

2.1 VIM涉及到的字符编码

(1) 磁盘文件的字符编码
存放在磁盘上的文本文件,是按照一定的字符编码进行保存的,不同的文件可能使用了不同的字符编码。
这在VIM中被叫做:fileencoding。

(2) VIM缓冲区以及界面的字符编码
VIM运行时,其菜单、标签、以及各个缓冲区统一使用一种字符编码方式。
这在VIM中被叫做:encoding。

(3) 终端使用的字符编码
终端同一时刻只能使用一种字符编码,并按照这种编码从接收到的字节流中识别字符,并显示,终端的字符编码是可以动态调整的。
这在VIM中被叫做:termencoding。

2.2 vim读、显、存分析

(1)读文件
VIM打开文件时,并不知道文件的字符编码,所以不得不进行探测。探测是按照一定的优先顺序进行测试。依据的标准就是:fileencodings。VIM逐一测试fileencodings变量指定的字符编码方式,直到找到认为合适的然后把这种字符编码方式设置为fileencoding变量。

然后把文件中的编码转换成encoding指定的编码方式,存入文件缓冲区中。
(2)显示文件
vim把文件读取完毕并以encoding编码存放到缓冲区内存之后,会根据termencoding指定的终端编码方式,转换成termencoding编码后,写入到终端。此时,终端按照自身的编码属性识别出一个个的字符,调用渲染引擎绘制到屏幕上。

(3)保存文件
VIM把缓冲区中的encoding编码的字节集合转换成fileencoding编码后写入磁盘,完成文件保存。

可以看出,VIM涉及到的3种字符编码之间的转换:
读:fileencoding—–> encoding
显:encoding ——> termencoding
写:encoding ——-> fileencoding

只要这三种转换都不会出现问题,那么VIM就可以正常工作,不会出现乱码。
然而,并不是所有的字符编码之间都能够无损转换,例如GBK字符编码转换为ASCII编码时,由于ASCII并不能完全包含GBK的字符,所以会出现问题。

3 常见乱码情况分析

3.1 读文件时,VIM探测fileencoding不准确

这很好理解,比如以GBK编码方式存储的文件,VIM把fileencoding探测成了ASCII,则肯定会出现问题。

【解决方法】一是靠VIM自身提高探测水平;二是设置合适的fileencodings变量,把最可能用到的编码方式放到最前面。如果VIM实在是探测不对,那么就只能通过 :set fileencoding=xxx 命令来手动探测了。

3.2 fileencoding编码无法正确转换到encoding编码

例如,文件采用GBK编码,而ecoding使用ASCII,这样大量的汉字字符无法被转换,从而导致乱码。
【解决方法】把encoding设置成UTF-8,目前为止UTF-8能包含所有字符,所以其他的任何编码方式都可以无损的转换为UTF-8。

3.3 encoding无法正确转换到termencoding

这个问题,与3.2类似。
【解决办法】把termencoding设置为何encoding相同。默认termencoding=”“的情况下,这两者就是相同的。

3.3 termencoding与实际的终端字符编码不一致

例如本来字符终端的编码属性为GBK,而termencoding却为UTF-8,那么VIM就会错误的认为终端就是UTF-8编码的,导致向终端输出UTF-8编码的字节流,而终端却按照GBK来识别,当然就会识别成乱码。
【解决办法】把终端实际的编码方式和VIM的termencoding统一起来。

3.4 终端显示能力欠缺

例如,传统的字符终端,本身不具备显示汉字的能力,虽然它可以识别出UTF-8编码的汉字,但是渲染引擎无法正确绘制,也就显示成了乱码。
【解决办法】尽量还是使用Putty等伪终端软件,避免直接使用字符终端设备;如果实在不能避免,就要避免使用ASCII字符集以外的字符,好好学习英文吧。

4 杜绝乱码的最佳实践

所有编码统统设置为utf-8。这样既能够识别人类所有语言,又避免了各种编码之间转换的性能损失。

4.1 VIM设置

set encoding=utf-8
set termencoding=utf-8
set fileencodings=utf-8,gbk,latin1

如果无特殊要求和限制,磁盘文件也以UTF-8方式存储。

set fileencoding=utf-8

4.2 终端设置

常用的几种终端软件设置。
(1)Putty
这里写图片描述
(2)Mac Terminal
这里写图片描述

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