UTF-8

UTF-8 () – system kodowania Unicode, wykorzystujący od 1 do 4 bajtów do zakodowania pojedynczego znaku, w pełni kompatybilny z ASCII. Jest najczęściej wykorzystywany do przechowywania napisów w plikach i komunikacji sieciowej.

Zalety i wady

Zalety 
 Każdy tekst w ASCII jest tekstem w UTF-8.
 Żaden znak spoza ASCII nie zawiera bajtu z ASCII.
 Zachowuje porządek sortowania UCS-4.
 Typowy tekst ISO-Latin-X rozrasta się w bardzo niewielkim stopniu po przekonwertowaniu do UTF-8.
 Nie zawiera bajtów 0xFF i 0xFE, więc łatwo można go odróżnić od tekstu UTF-16.
 Znaki o kodzie różnym od 0 nie zawierają bajtu 0, co pozwala stosować UTF-8 w ciągach zakończonych zerem.
 O każdym bajcie wiadomo, czy jest początkiem znaku, czy też leży w jego środku, co nie jest dostępne np. w kodowaniu EUC.
 Nie ma problemów z little endian vs big endian.
 Jest domyślnym kodowaniem w XML (również w jego aplikacjach: XHTML, SVG, XSL, CML, MathML).

Wady 
 Znaki CJK zajmują po 3 bajty zamiast 2 w kodowaniach narodowych.
 Znaki alfabetów niełacińskich zajmują po 2 bajty zamiast jednego w kodowaniach narodowych.
 UTF-8 nie używa przesunięć zasięgów, co stanowi dodatkowe utrudnienie dla implementacji UTF-8 (szczegóły poniżej)

Sposób kodowania 
Mapowanie znaków Unicode na ciągi bajtów:
 0x00 do 0x7F            – bity 0xxxxxxx, gdzie kolejne „x” to bity – licząc od najwyższego
 0x80 do 0x7FF           – bity 110xxxxx 10xxxxxx
 0x800 do 0xFFFF         – bity 1110xxxx 10xxxxxx 10xxxxxx
 0x10000 do 0x1FFFFF     – bity 11110xxx 10xxxxxx 10xxxxxx 10xxxxxx
 0x200000 do 0x3FFFFFF   – bity 111110xx 10xxxxxx 10xxxxxx 10xxxxxx 10xxxxxx
 0x4000000 do 0x7FFFFFFF – bity 1111110x 10xxxxxx 10xxxxxx 10xxxxxx 10xxxxxx 10xxxxxx
Znaki z przedziału ASCII (0 do 127) kodowane są jako jeden bajt, czyli m.in. litery alfabetu łacińskiego. Polskie znaki diakrytyczne kodowane już są jako dwa bajty. W listopadzie 2003 roku kodowanie UTF-8 zostało ograniczone zgodnie z  do 0x10FFFF pozycji, w celu zapewnienia zgodności z ograniczeniami systemu UTF-16. Rezultatem było usunięcie wszystkich sekwencji złożonych z 5 i 6 bajtów oraz około połowy sekwencji 4-bajtowych. W ten sposób pozostało dokładnie 17 • 65536 - 2048, czyli 1 112 064 pozycji znaków możliwych do zakodowania w UTF-8. Pomniejszenie liczby kodów o 2048 wynika z zarezerwowania kodów z zakresu od U+D800 do U+DFFF dla kodowania UTF-16.

Teoretycznie w UTF-8 ten sam znak można zapisać na kilka sposobów. Przykładowo znak ASCII / (ukośnik) można zapisać jako:
 00
 11000000 10
 11100000 10000000 10itd.

Stanowi to zagrożenie bezpieczeństwa m.in. dla serwerów, które sprawdzają obecność znaku / w ścieżkach. Z tego powodu standard UTF-8 przewiduje, że poprawny jest wyłącznie najkrótszy możliwy sposób zapisu, a każdy program musi odrzucać znaki zapisane dłuższymi sekwencjami niż minimalna.

Przykład 
Kodowanie na podstawie znaku euro €:
 Znak € w Unicode ma oznaczenie U+20AC.
 Zgodnie z informacjami w poprzednim podrozdziale taka wartość jest możliwa do zakodowania na 3 bajtach.
 Liczba szesnastkowa 20AC to binarnie 0010 0000 1010 1100 po uzupełnieniu wiodącymi zerami do 16 bitów, ponieważ tyle bitów trzeba zakodować na 3 bajtach w UTF-8.
 Kodowanie na trzech bajtach wymaga użycia w pierwszym bajcie trzech wiodących bitów ustawionych na 1, a czwartego na 0 (1110…).
 Pozostałe bity pierwszego bajtu pochodzą z najstarszych czterech bitów kodowanej wartości w Unicode, co daje (1110 ), a reszta bitów dzielona jest na dwa bloki po 6 bitów każdy (…).
 Do tych bloków dodawane są wiodące bity 10, by tworzyły następujące 8-bitowe wartości 10 i 10).
 W ten sposób rezultatem są trzy bajty w postaci 1110  10 10, co w systemie szesnastkowych przyjmuje postać   .

Poniższa tabela pozwala zrozumieć sposób kodowana różnej długości numerów kodowych Unicode w UTF-8.

Zobacz też 
 Unicode
 UTF-7
 UTF-16
 UTF-32
 Inne kodowania znaków
 Kodowanie polskich znaków diakrytycznych w różnych standardach – tabela

Linki zewnętrzne 
 
 Tabela znaków w UTF-8 
  – objaśnienie różnicy między UTF i Unicode 

Unicode