lua 获取UTF-8中文字符串长度-string.byte

目录：

一. UTF-8编码规则
1.1 UTF-8简单描述
1.2 UTF-8的中文字符编码如何生成
二、lua 获取UTF-8字符串长度（含中文）
2.1 lua判断字符是不是中文
2.2 如何取得字节ASCII码 - string.byte()
2.3 字符是由几个字节组成
2.4 获取UTF-8字符串长度（含示例）

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一、UTF-8编码规则

1.1 UTF-8简单描述

UTF-8 是 Unicode 的实现方式之一，其对应关系（编码规则）如下表所示：

Unicode 可以容纳100多万个符号

Unicode符号范围	UTF-8字节数	UTF-8编码方式（二进制）
0000 0000-0000 007F (0-127)	1	0xxxxxxx
0000 0080-0000 07FF (128-2047)	2	110xxxxx 10xxxxxx
0000 0800-0000 FFFF (2048-65535)	3	1110xxxx 10xxxxxx 10xxxxxx
0001 0000-0010 FFFF (65536-1050623)	4	11110xxx 10xxxxxx 10xxxxxx 10xxxxxx

UTF-8 最大的一个特点，就是它是一种变长的编码方式。它可以使用1~4个字节表示一个符号，根据不同的符号而变化字节长度。

1. 对于单字节的符号，字节的第一位设为0，后面7位为这个符号的 Unicode 码。取值0-127，与标准ASCII 码一一对应。标准ASCII 码表见附录。
2. 对于n字节的符号（n > 1），第一个字节的前n位都设为1，第n + 1位设为0，后面字节的前两位一律设为10。剩下的没有提及的二进制位，全部为这个符号的 Unicode 码。

1.2 UTF-8的中文字符编码如何生成

例如 将中,龙两个字从Unicode转换为UTF-8：

1. 中 : Unicode 是 0x4E2D(0100 1110 0010 1101),根据上表，处于第三行范围内，UTF-8编码需要三个字节，格式为 1110xxxx 10xxxxxx 10xxxxxx。
   将中的Unicode 二进制填充进这个格式，得到 11100100 10111000 10101101，转换为十进制是 228，184，173
print(string.char(228,184,173)) => 中
2. 龙 : Unicode 是 0x9F99 (1001 1111 1001 1001) ，同样处于第三行范围内。
   UTF-8编码为11101001 10111110 10011001(233，190，153)
   print(string.char(233,190,153)) => 龙

input.png out.png

汉字Unicode码从汉字对应表中查找

二、lua 获取UTF-8字符串长度（含中文）

到这里，已经知道UTF-8的字符、中文是怎么生成的了，又出现了2个疑问：

1. 在lua中怎么判断一个字符是不是中文？
2. 这个字符是由几个字节组成？

2.1 lua判断字符是不是中文

通常来说，汉字范围从0x4E00到0x9FA5，转换为UTF-8编码为11100100 10111000 10000000(228, 184, 128) 到 11101001 10111110 10100101(233, 190, 165)
因此，中文UTF-8编码用3个字节表示，要遵守格式：1110xxxx 10xxxxxx 10xxxxxx
即第一个字节的取值区间为 [11100000, 11110000) = [0xe0, 0xf0) = [224, 240) 左开右闭
后两个字节的取值区间为[10000000, 10111111] = [0x80，0xbf] = [128, 191] 开区间

2.2 如何取得字节ASCII码 - string.byte()

string.byte()

• 原型：string.byte (s [, i [, j] ])
• 解释：函数返回字符s[i], s[i+1], ···, s[j]的内部数字编码(ASCII码)，其中参数i的默认值是1，而参数j的默认值是i。

2.3 字符是由几个字节组成

读取第一个字节，在以下区间的代表不同的字节数：（有疑问看1.1表）

1. [0, 0xc0) 表示这个字符仅由1个字节构成
2. [0xc0, 0xe0) 表示这个字符由2个字节构成
3. [0xe0, 0xf0) 表示这个字符由3个字节构成
4. [0xf0, 0xff) 表示这个字符由4个字节构成

local function Bytes4Character(theByte)
    local seperate = {0, 0xc0, 0xe0, 0xf0}
    for i = #seperate, 1, -1 do
        if theByte >= seperate[i] then return i end
    end
    return 1
end

2.4 获取UTF-8字符串长度

function characters(utf8Str, aChineseCharBytes)
    aChineseCharBytes = aChineseCharBytes or 2
    local i = 1
    local characterSum = 0
    while (i <= #utf8Str) do      -- 编码的关系
        local bytes4Character = Bytes4Character(string.byte(utf8Str, i))
        characterSum = characterSum + (bytes4Character > aChineseCharBytes and aChineseCharBytes or bytes4Character)
        i = i + bytes4Character
    end

    return characterSum
end

示例： UTF-8字符串：我们We，

1. 每一个中文算一个字符 characters("我们We", 1)
   

   示例1-代码运行.png

2. 游戏中希望把一个汉字当做2个字节处理characters("我们We", 2)（因为1个汉字的宽度和2个字母相仿）

示例-代码运行.png

附录

标准ascii码表.jpg

参考

1. 阮一峰-字符编码笔记：ASCII，Unicode 和 UTF-8
2. 汉字对应表
3. lua匹配UTF-8中文汉字