Свойства

Кодировка UTF-8 обладает следующими полезными свойствами:

•

UCS characters 0x00000000 to 0x0000007f (the classic US-ASCII characters) are encoded simply as bytes 0x00 to 0x7f (ASCII compatibility). This means that files and strings which contain only 7-bit ASCII characters have the same encoding under both ASCII and UTF-8.

•

All UCS characters greater than 0x7f are encoded as a multibyte sequence consisting only of bytes in the range 0x80 to 0xfd, so no ASCII byte can appear as part of another character and there are no problems with, for example, '\0' or '/'.

•

Сохраняется лексикографический порядок сортировки строк как в кодировке UCS-4.

•

All possible 2^31 UCS codes can be encoded using UTF-8.

•

В кодировке UTF-8 никогда не используются байты с кодами 0xc0, 0xc1, 0xfe и 0xff.

•

Первый байт многобайтовой последовательности, представляющей один не ASCII UCS-символ, всегда находится в диапазоне от 0xc2 до 0xfd и указывает на длину многобайтовой последовательности. Все последующие байты в многобайтовой последовательности находятся в диапазоне от 0x80 до 0xbf. Это позволяет облегчить ресинхронизацию, устраняет необходимость учитывать состояние кодировки (statelessness) и делает кодировку независимой от пропущенных байтов.

•

Символы UCS, закодированные в UTF-8, могут занимать до шести байтов, однако в стандарте Юникода не определены символы выше 0x10ffff, поэтому в UTF-8 юникодные символы могут иметь максимальный размер 4 байта.

Кодирование

Приведённые ниже последовательности байтов используются для отображения символа. Конкретная последовательность зависит от номера символа в кодировке UCS:

0x00000000 - 0x0000007F:

0xxxxxxx

0x00000080 - 0x000007FF:

110xxxxx 10xxxxxx

0x00000800 - 0x0000FFFF:

1110xxxx 10xxxxxx 10xxxxxx

0x00010000 - 0x001FFFFF:

11110xxx 10xxxxxx 10xxxxxx 10xxxxxx

0x00200000 - 0x03FFFFFF:

111110xx 10xxxxxx 10xxxxxx 10xxxxxx 10xxxxxx

0x04000000 - 0x7FFFFFFF:

1111110x 10xxxxxx 10xxxxxx 10xxxxxx 10xxxxxx 10xxxxxx

Позиции битов, обозначенные как xxx, заполняются соответствующими битами из кода символа в двоичном виде, наиболее значимый бит первый (прямой порядок байт).Используется самая короткая из возможных многобайтовых последовательностей, которые могут представить код символа.

The UCS code values 0xd800–0xdfff (UTF-16 surrogates) as well as 0xfffe and 0xffff (UCS noncharacters) should not appear in conforming UTF-8 streams. According to RFC 3629 no point above U+10FFFF should be used, which limits characters to four bytes.

Пример

Символ Юникода с кодом 0xa9 = 1010 1001 (знак авторского права) кодируется в UTF-8 как

а символ с кодом 0x2260 = 0010 0010 0110 0000 (знак неравенства) кодируется так:

Замечания к применению

Например, с помощью

пользователи должны выбрать локаль UTF-8 для включения поддержки UTF-8 в приложениях.

Программы, в которых учитывается используемая пользователем кодировка, должны всегда устанавливать локаль с помощью

и затем проверять выражением

to determine whether a UTF-8 locale has been selected and whether therefore all plaintext standard input and output, terminal communication, plaintext file content, filenames, and environment variables are encoded in UTF-8.

Programmers accustomed to single-byte encodings such as US-ASCII or ISO/IEC 8859 have to be aware that two assumptions made so far are no longer valid in UTF-8 locales. Firstly, a single byte does not necessarily correspond any more to a single character. Secondly, since modern terminal emulators in UTF-8 mode also support Chinese, Japanese, and Korean double-width characters as well as nonspacing combining characters, outputting a single character does not necessarily advance the cursor by one position as it did in ASCII. Library functions such as mbsrtowcs(3) and wcswidth(3) should be used today to count characters and cursor positions.

The official ESC sequence to switch from an ISO/IEC 2022 encoding scheme (as used for instance by VT100 terminals) to UTF-8 is ESC % G ("\x1b%G"). The corresponding return sequence from UTF-8 to ISO/IEC 2022 is ESC % @ ("\x1b%@"). Other ISO/IEC 2022 sequences (such as for switching the G0 and G1 sets) are not applicable in UTF-8 mode.

Безопасность

Стандарты Юникода и UCS требуют, чтобы генераторы UTF-8 использовали самую короткую возможную форму представления символов, то есть создание двухбайтной последовательности с первым байтом, равным 0xc0, запрещено. В стандарте Unicode 3.1 это правило расширено и запрещает программам воспринимать не самую короткую форму при вводе. Это сделано из соображений безопасности: если вводимые пользователем символы проверяются системой безопасности на возможные нарушения, то программам остаётся проверить только ASCII версии символов «/../», «;» или NUL, так как для этих символов может быть очень много не ASCII способов представления при не самом коротком кодировании в UTF-8.

Стандарты

ISO/IEC 10646-1:2000, Unicode 3.1, RFC 3629, Plan 9.