javascript - 为什么在ECMAScript 6中，U + D800和U + DBFF之间的代码点会生成一个一字串的字符串？

Question

我太困惑了。使用ECMAScript 6本机Unicode帮助器时，为什么从U + D800到U + DBFF的代码点编码为单个（2字节）字符串元素？

我不是在问JavaScript / ECMAScript如何本地编码字符串，而是在问一种额外的功能来编码利用UCS-2的UTF-16。

var str1 = '\u{D800}';
var str2 = String.fromCodePoint(0xD800);

console.log(
  str1.length, str1.charCodeAt(0), str1.charCodeAt(1)
);

console.log(
  str2.length, str2.charCodeAt(0), str2.charCodeAt(1)
);

Re-TL; DR：我想知道为什么上述方法返回长度为1的字符串。由于我的浏览器的ES6实现在字符串中包含UCS-2编码（每个字符代码使用2个字节），因此U + D800不应生成2个长度的字符串吗？

这两种方法都为U + D800代码点返回一个元素的字符串（字符代码：55296，与0xD800相同）。但是，对于大于U + FFFF的代码点，每个代码点都会返回一个包含两个元素的字符串，即前导和尾随。 Lead可能是U + D800和U + DBFF之间的数字，我不确定这一点，我只知道它有助于更​​改结果代码点。对我而言，返回值没有意义，它代表了领先优势。我理解不对吗？

Answer 1

我认为您对Unicode编码的总体工作方式感到困惑，所以让我尝试解释一下。

Unicode本身仅以特定顺序指定一个称为“代码点”的字符列表。它没有告诉您如何将它们转换为位，只是给它们一个介于0和1114111之间的数字（十六进制为0x10FFFF）。从U + 0到U + 10FFFF的这些数字有几种不同的表示方式。

在较早的版本中，预期范围为0到65535（0xFFFF）就足够了。它可以自然地以16位表示，使用与无符号整数相同的约定。这是存储Unicode的原始方法，现在称为UCS-2。要存储单个代码点，请保留16位内存。

后来，决定该范围不够大；这意味着代码点高于65535，您无法在16位内存中表示这些代码点。 UTF-16 was invented as a clever way of storing these higher code points.它的工作方式是说“如果您查看一块16位的内存，并且它是介于0xD800和0xDBF之间的数字（“低代理”），那么您还需要查看接下来的16位内存”。任何执行此额外检查的代码段都将其数据处理为UTF-16，而不是UCS-2。

重要的是要了解内存本身并不“知道”它的编码方式，UCS-2和UTF-16之间的区别在于您如何解释该内存。编写软件时，必须选择要使用的解释。

现在，到Javascript ...

Javascript通过将其内部表示解释为UTF-16来处理字符串的输入和输出。太好了，这意味着您可以键入并显示著名的💩字符，该字符不能存储在一个16位内存中。

问题在于大多数内置的字符串函数实际上都以UCS-2的形式处理数据-也就是说，它们一次查看16位，并且不在乎所看到的是否是特殊的“代理”。 function you used, charCodeAt()就是这样的一个示例：它从内存中读取16位，并以0到65535之间的数字的形式提供给您。如果输入💩，它将只给您返回前16位；要求它提供下一个“字符”，它将为您提供第二个16位（这将是“高代理”，介于0xDC00和0xDFFF之间）。

在ECMAScript 6（2015）中，new function was added: codePointAt()。该函数将检查它们是否代表UTF-16代理代码单元之一，而不是仅仅看一下16位并提供给您，如果是，则寻找“另一半”-因此它为您提供0到0之间的数字。 1114111.如果您喂it，它将正确地给您128169。

var poop = '💩';
console.log('Treat it as UCS-2, two 16-bit numbers: ' + poop.charCodeAt(0) + ' and ' + poop.charCodeAt(1));
console.log('Treat it as UTF-16, one value cleverly encoded in 32 bits: ' + poop.codePointAt(0));
// The surrogates are 55357 and 56489, which encode 128169 as follows:
// 0x010000 + ((55357 - 0xD800) << 10) + (56489 - 0xDC00) = 128169

您已编辑的问题现在会问到：


  我想知道为什么上述方法返回长度为1的字符串。U+ D800是否应该生成2长度的字符串？


十六进制值D800的十进制值为55296，小于65536，因此考虑到我上面所说的所有内容，它适合16位内存。因此，如果我们要求charCodeAt读取16位内存，并且在其中找到该数字，则不会有问题。

类似地，.length属性测量字符串中有多少组16位。由于此字符串存储在16位内存中，因此没有理由期望除1以外的任何长度。

关于此数字的唯一不寻常之处在于，在Unicode中，该值是保留的-没有而且永远不会有字符U + D800。这是因为它是告诉UTF-16算法“这只是半个字符”的不可思议的数字之一。因此，任何尝试创建此字符串的行为都可能仅仅是错误-像opening a pair of brackets that you never close一样，它是不平衡的，不完整的。

最终以字符串2结束的唯一方法是，如果引擎以某种方式猜测到后半部分应该是什么？但是怎么知道呢？从0xDC00到0xDFFF，共有1024种可能性，可以将其插入上面显示的公式中。因此，它不会猜测，并且由于不会出错，因此您得到的字符串为16位长。

当然，您可以提供匹配的两半，codePointAt将为您解释它们。

// Set up two 16-bit pieces of memory
var high=String.fromCharCode(55357), low=String.fromCharCode(56489);
// Note: String.fromCodePoint will give the same answer
// Glue them together (this + is string concatenation, not number addition)
var poop = high + low;
// Read out the memory as UTF-16
console.log(poop);
console.log(poop.codePointAt(0));