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寬字元

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寬字元(Wide character) 是计算机抽象術語(没有规定具体实现细节),表示比8位元字元還寬的資料類型。不同於Unicode

Unicode[编辑]

ISO/IEC 10646:2003 Unicode 4.0 指出:

"The width of wchar_t is compiler-specific and can be as small as 8 bits. Consequently, programs that need to be portable across any C or C++ compiler should not use wchar_t for storing Unicode text. The wchar_t type is intended for storing compiler-defined wide characters, which may be Unicode characters in some compilers." 翻译:「wchar_t的寬度屬於編譯器的特性,且可以小到8位元。所以程式若需要跨過所有C和C++ 編譯器的可攜性,就不應使用wchar_t儲存Unicode文字。wchar_t類型是為儲存編譯器定義的寬字元,在部分編譯器中,其可以是Unicode字元。」
"ANSI/ISO C leaves the semantics of the wide character set to the specific implementation but requires that the characters from the portable C execution set correspond to their wide character equivalents by zero extension."

操作系统[编辑]

对于Windows APIVisual Studio编译器,wchar_t是16位元寬。由于不能在单个wchar_t字元中,支援系統所有可表示的字元(即UTF-16小尾字元),因而破壞了ANSI/ISO C標準。

在類Unix系統中,wchar_t是32位元寬。单个wchar_t字元可表示任意UTF-32大尾字元。

程序设计语言[编辑]

C/C++[编辑]

wchar_t在ANSI/ISO C中是一個資料類型。某些其它的程式語言也用它來表示寬字元。在ANSI C程式庫表頭檔中,<wchar.h>和<wctype.h>處理寬字元。

最初,C90语言标准定义了类型wchar_t

"an integral type whose range of values can represent distinct codes for all members of the largest extended character set specified among the supported locales" (ISO 9899:1990 §4.1.5)

C语言与C++语言于2011年发布的各自语言标准中引入了固定大小的字符类型char16_tchar32_twchar_t仍保持由编译器实现定义其细节。

Python[编辑]

Python语言使用wchar_t作为字符类型Py_UNICODE的基础。它依赖于该系统是否 wchar_t“兼容于被选择的Python Unicode编译版本”。[1]

宽窄转换[编辑]

任何非宽字符的字符集,无论是单字节字符集(SBCS),还是(可变长)多字节字符集(MBCS),都称作窄字符集(narrow character set)。

宽字符集的一个用途,是作为任意两个窄字符集相互转换的中间表示。

宽字符集与窄字符集的转换,有多种方法。

使用Windows API[编辑]

例如:

// we want to convert an MBCS string in lpszA  
int nLen = MultiByteToWideChar(CP_ACP,
    0,
    lpszA, -1,
    NULL,
    NULL);

LPWSTR lpszW = new WCHAR[nLen];  
MultiByteToWideChar(CP_ACP,
    0,   
    lpszA, -1,
    lpszW,
    nLen);

// use it to call OLE here  
pI->SomeFunctionThatNeedsUnicode(lpszW);

// free the string  
delete[] lpszW;

使用ATL 3.0的字符串转换宏[编辑]

在Microsoft的atlconv.h中,定义了四个宏:

  • A2CW : (LPCSTR) -> (LPCWSTR)
  • A2W : (LPCSTR) -> (LPWSTR)
  • W2CA : (LPCWSTR) -> (LPCSTR)
  • W2A : (LPCWSTR) -> (LPSTR)

使用前需要先用宏定义中间辅助变量:

USES_CONVERSION;

上述四个宏的转化过程为:对输入字符串,按照2比1计算宽窄字符串长度关系;然后在运行栈上分配出空间,调用ATLW2AHELPER或ATLA2WHELPER帮助函数完成转换。优点是代码退出当前程序块,栈上的空间被自动回收。缺点是宽窄字符2比1的大小关系,仅适用于单字节字符集。[2]

另外,需要注意不要在大量循环结构中使用转换宏,这会导致快速耗用栈空间。可以把转换宏写到一个小函数中。

使用ATL 7.0的字符串转换类与宏[编辑]

字符串转换类(模板)的格式为:

 C SourceType 2[ C]DestinationType[ EX]

其中SourceType与DestinationType可以是A、W、T、OLE(等价于W)。中间可选的C表示结果为const。EX表示缓冲区存放的字符数由模板参数指定。

缺省的静态缓冲区大小为128个字符。可以指定带EX后缀的模板的参数,以节约空间。可以使用第二个参数指定窄字符的locale。如果运行栈的剩余空间不够用,自动在堆上分配空间,并在超出了该变量的作用域是自动释放堆上的空间。不需要使用USES_CONVERSION宏。注意作为局部对象,如果是无名的临时实例,表达式结束时该变量将自动析构,事后再引用该实例所含的结果字符串将无效。[3]

使用_bstr_t类[编辑]

适用于Microsoft开发平台。示例:

#include <comutil.h>
#pragma comment(lib, "comsuppw.lib")
 
std::string ws2s(const std::wstring& ws)
{
    _bstr_t t = ws.c_str();
    char* pchar = (char*)t;
    std::string result = pchar;
    return result;
}

C语言标准库函数mbstowcs()和wcstombs()[编辑]

定义于stdlib.h。需要预先分配目标缓冲区。

参考文献[编辑]

  1. ^ https://docs.python.org/c-api/unicode.html accessed 2009 12 19
  2. ^ MSDN TN059: Using MFC MBCS/Unicode Conversion Macros
  3. ^ MSDN: ATL and MFC String Conversion Macros