是否可以以独立于平台的方式将 std::string 中的 UTF8 字符串转换为 std::wstring ,反之亦然?在 Windows 应用程序中,我将使用 MultiByteToWideChar 和 WideCharToMultiByte。但是,代码是为多个操作系统编译的,我仅限于标准 C++ 库。
8 回答
5年前我问过这个问题。当时这个帖子对我很有帮助,我得出了一个结论,然后我继续我的项目。有趣的是,我最近需要类似的东西,与过去的那个项目完全无关。在研究可能的解决方案时,我偶然发现了自己的问题:)
我现在选择的解决方案是基于 C++11 的。康斯坦丁在他的回答中提到的 boost 库现在是标准的一部分。如果我们用新的字符串类型 std::u16string 替换 std::wstring,那么转换将如下所示:
UTF-8 到 UTF-16
std::string source;
...
std::wstring_convert<std::codecvt_utf8_utf16<char16_t>,char16_t> convert;
std::u16string dest = convert.from_bytes(source);
UTF-16 到 UTF-8
std::u16string source;
...
std::wstring_convert<std::codecvt_utf8_utf16<char16_t>,char16_t> convert;
std::string dest = convert.to_bytes(source);
从其他答案中可以看出,有多种方法可以解决这个问题。这就是为什么我避免选择一个接受的答案。
问题定义明确指出 8 位字符编码为 UTF-8。这使得这是一个微不足道的问题;它所需要的只是从一个 UTF 规范转换为另一个规范。
只需查看这些 Wikipedia 页面上UTF-8、UTF-16和UTF-32的编码。
原理很简单——通过输入并根据一个 UTF 规范组装一个 32 位 Unicode 代码点,然后根据另一个规范发出代码点。单个代码点不需要翻译,就像任何其他字符编码一样;这就是使这个问题变得简单的原因。
这是到 UTF-8 转换的快速实现,wchar_t
反之亦然。它假设输入已经被正确编码 - 古老的说法“垃圾进,垃圾出”在这里适用。我相信验证编码最好作为一个单独的步骤来完成。
std::string wchar_to_UTF8(const wchar_t * in)
{
std::string out;
unsigned int codepoint = 0;
for (in; *in != 0; ++in)
{
if (*in >= 0xd800 && *in <= 0xdbff)
codepoint = ((*in - 0xd800) << 10) + 0x10000;
else
{
if (*in >= 0xdc00 && *in <= 0xdfff)
codepoint |= *in - 0xdc00;
else
codepoint = *in;
if (codepoint <= 0x7f)
out.append(1, static_cast<char>(codepoint));
else if (codepoint <= 0x7ff)
{
out.append(1, static_cast<char>(0xc0 | ((codepoint >> 6) & 0x1f)));
out.append(1, static_cast<char>(0x80 | (codepoint & 0x3f)));
}
else if (codepoint <= 0xffff)
{
out.append(1, static_cast<char>(0xe0 | ((codepoint >> 12) & 0x0f)));
out.append(1, static_cast<char>(0x80 | ((codepoint >> 6) & 0x3f)));
out.append(1, static_cast<char>(0x80 | (codepoint & 0x3f)));
}
else
{
out.append(1, static_cast<char>(0xf0 | ((codepoint >> 18) & 0x07)));
out.append(1, static_cast<char>(0x80 | ((codepoint >> 12) & 0x3f)));
out.append(1, static_cast<char>(0x80 | ((codepoint >> 6) & 0x3f)));
out.append(1, static_cast<char>(0x80 | (codepoint & 0x3f)));
}
codepoint = 0;
}
}
return out;
}
上面的代码适用于 UTF-16 和 UTF-32 输入,只是因为范围是无效的代码点d800
;dfff
它们表明您正在解码 UTF-16。如果您知道这wchar_t
是 32 位,那么您可以删除一些代码来优化功能。
std::wstring UTF8_to_wchar(const char * in)
{
std::wstring out;
unsigned int codepoint;
while (*in != 0)
{
unsigned char ch = static_cast<unsigned char>(*in);
if (ch <= 0x7f)
codepoint = ch;
else if (ch <= 0xbf)
codepoint = (codepoint << 6) | (ch & 0x3f);
else if (ch <= 0xdf)
codepoint = ch & 0x1f;
else if (ch <= 0xef)
codepoint = ch & 0x0f;
else
codepoint = ch & 0x07;
++in;
if (((*in & 0xc0) != 0x80) && (codepoint <= 0x10ffff))
{
if (sizeof(wchar_t) > 2)
out.append(1, static_cast<wchar_t>(codepoint));
else if (codepoint > 0xffff)
{
out.append(1, static_cast<wchar_t>(0xd800 + (codepoint >> 10)));
out.append(1, static_cast<wchar_t>(0xdc00 + (codepoint & 0x03ff)));
}
else if (codepoint < 0xd800 || codepoint >= 0xe000)
out.append(1, static_cast<wchar_t>(codepoint));
}
}
return out;
}
同样,如果您知道这wchar_t
是 32 位,您可以从此函数中删除一些代码,但在这种情况下,它不应该有任何区别。该表达式sizeof(wchar_t) > 2
在编译时是已知的,因此任何体面的编译器都会识别死代码并将其删除。
您可以utf8_codecvt_facet
从Boost 序列化库中提取。
它们的用法示例:
typedef wchar_t ucs4_t;
std::locale old_locale;
std::locale utf8_locale(old_locale,new utf8_codecvt_facet<ucs4_t>);
// Set a New global locale
std::locale::global(utf8_locale);
// Send the UCS-4 data out, converting to UTF-8
{
std::wofstream ofs("data.ucd");
ofs.imbue(utf8_locale);
std::copy(ucs4_data.begin(),ucs4_data.end(),
std::ostream_iterator<ucs4_t,ucs4_t>(ofs));
}
// Read the UTF-8 data back in, converting to UCS-4 on the way in
std::vector<ucs4_t> from_file;
{
std::wifstream ifs("data.ucd");
ifs.imbue(utf8_locale);
ucs4_t item = 0;
while (ifs >> item) from_file.push_back(item);
}
在 boost 源中查找utf8_codecvt_facet.hpp
和文件。utf8_codecvt_facet.cpp
有几种方法可以做到这一点,但结果取决于string
和wstring
变量中的字符编码。
如果你知道string
是 ASCII,你可以简单地使用wstring
's 的迭代器构造函数:
string s = "This is surely ASCII.";
wstring w(s.begin(), s.end());
但是,如果您string
有其他编码,则会得到非常糟糕的结果。如果编码是 Unicode,您可以查看ICU 项目,它提供了一组跨平台的库,可以在各种 Unicode 编码之间进行转换。
如果您string
在代码页中包含字符,那么 $DEITY 可能会怜悯您的灵魂。
您可以使用codecvt
语言环境方面。定义了一个特定的专业化,codecvt<wchar_t, char, mbstate_t>
它可能对您有用,尽管它的行为是系统特定的,并且不保证以任何方式转换为 UTF-8。
为 utf-8 到 utf-16/utf-32 转换创建了我自己的库 - 但决定为此目的对现有项目进行分支。
https://github.com/tapika/cutf
(源自https://github.com/noct/cutf)
API 适用于纯 C 和 C++。
函数原型如下所示:(完整列表见https://github.com/tapika/cutf/blob/master/cutf.h)
//
// Converts utf-8 string to wide version.
//
// returns target string length.
//
size_t utf8towchar(const char* s, size_t inSize, wchar_t* out, size_t bufSize);
//
// Converts wide string to utf-8 string.
//
// returns filled buffer length (not string length)
//
size_t wchartoutf8(const wchar_t* s, size_t inSize, char* out, size_t outsize);
#ifdef __cplusplus
std::wstring utf8towide(const char* s);
std::wstring utf8towide(const std::string& s);
std::string widetoutf8(const wchar_t* ws);
std::string widetoutf8(const std::wstring& ws);
#endif
utf转换测试的示例用法/简单测试应用:
#include "cutf.h"
#define ok(statement) \
if( !(statement) ) \
{ \
printf("Failed statement: %s\n", #statement); \
r = 1; \
}
int simpleStringTest()
{
const wchar_t* chineseText = L"主体";
auto s = widetoutf8(chineseText);
size_t r = 0;
printf("simple string test: ");
ok( s.length() == 6 );
uint8_t utf8_array[] = { 0xE4, 0xB8, 0xBB, 0xE4, 0xBD, 0x93 };
for(int i = 0; i < 6; i++)
ok(((uint8_t)s[i]) == utf8_array[i]);
auto ws = utf8towide(s);
ok(ws.length() == 2);
ok(ws == chineseText);
if( r == 0 )
printf("ok.\n");
return (int)r;
}
如果这个库不能满足您的需求 - 请随时打开以下链接:
并在页面末尾向下滚动并选择您喜欢的任何较重的库。
我不认为有这样做的便携方式。C++ 不知道其多字节字符的编码。
正如克里斯建议的那样,您最好的选择是使用 codecvt。