Ruby 编码ASCII_8BIT和扩展 ASCII



关于ASCII_8BIT

Encoding::ASCII_8BIT 是一种特殊的编码,通常用于字节字符串,而不是字符串。但顾名思义,它在 ASCII 范围内的字符被视为 ASCII 字符。当您将 ASCII-8BIT 字符与其他 ASCII 兼容字符一起使用时,这很有用。

来源: ruby-doc.org/core-2.6.4

上下文

我想使用 ASCII_8BIT,因为我需要对 0x00 (0d00) 和 0xff (0d255) 之间的所有字符进行编码,因此 ASCII (0-127) 加上扩展 ASCII (128-255)。 ASCII(编码,US-ASCII)是一种 7 位编码,仅识别 ASCII(字符集)字符 (0-127)。顾名思义,我预计ASCII_8BIT会将其扩展到 8 位以添加对 128-255 的支持。

问题

当我使用 chr 时,编码会自动设置为 ASCII_8BIT但是当我把 128-255 (0x80-0xff) 之间的字符直接放在一个字符串中,然后问我得到的编码是什么 UTF-8 代替,如果我尝试将其转换为 ASCII_8BIT 会出错。

irb(main):014:0> 0x8f.chr
=> "x8F"
irb(main):015:0> 0x8f.chr.encoding
=> #<Encoding:ASCII-8BIT>
irb(main):016:0> "x8f".encode(Encoding::ASCII_8BIT)
Traceback (most recent call last):
5: from /usr/bin/irb:23:in `<main>'
4: from /usr/bin/irb:23:in `load'
3: from /usr/lib/ruby/gems/2.6.0/gems/irb-1.0.0/exe/irb:11:in `<top (required)>'
2: from (irb):16
1: from (irb):16:in `encode'
Encoding::InvalidByteSequenceError ("x8F" on UTF-8)
irb(main):021:0> "x8F".encoding
=> #<Encoding:UTF-8>

红宝石核心有错误吗?我需要能够对 8 之间的所有内容进行编码

ASCII 8BIT的另一个名称是BINARY,因为正如前面的引号所述,它应该能够编码任何字节。

irb(main):035:0> Encoding::ASCII_8BIT.names
=> ["ASCII-8BIT", "BINARY"]

其他编码

请告诉我使用另一种编码不是问题的答案,除非它是真正映射所有 255 个扩展 ASCII 字符的编码。

  • 我不想使用 UTF-8,因为编码是多字节而不是单字节。
  • ISO/IEC 8859-1(拉丁语 1,8 位)仅包含 191 个字符(ASCII + 63 个字符)ISO 字符集与代码页

    的一个显着区别是,字符位置 128 到 159(对应于具有高阶位集的 ASCII 控制字符)在 ISO 标准中特别未使用和未定义,尽管它们经常用于专有代码页中的可打印字符,这打破了几乎通用的 ISO 标准。 参考扩展 ASCII- ISO 8859 和专有改编

  • Windows-1252
  • (CP-1252,8 位)不包含所有 255 个字符,并且作为扩展 ASCII 的不同映射

红宝石中的可用编码:

irb(main):036:0> Encoding.name_list
=> ["ASCII-8BIT", "UTF-8", "US-ASCII", "UTF-16BE", "UTF-16LE", "UTF-32BE", "UTF-32LE", "UTF-16", "UTF-32", "UTF8-MAC", "EUC-JP", "Windows-31J", "Big5", "Big5-HKSCS", "Big5-UAO", "CP949", "Emacs-Mule", "EUC-KR", "EUC-TW", "GB2312", "GB18030", "GBK", "ISO-8859-1", "ISO-8859-2", "ISO-8859-3", "ISO-8859-4", "ISO-8859-5", "ISO-8859-6", "ISO-8859-7", "ISO-8859-8", "ISO-8859-9", "ISO-8859-10", "ISO-8859-11", "ISO-8859-13", "ISO-8859-14", "ISO-8859-15", "ISO-8859-16", "KOI8-R", "KOI8-U", "Shift_JIS", "Windows-1250", "Windows-1251", "Windows-1252", "Windows-1253", "Windows-1254", "Windows-1257", "BINARY", "IBM437", "CP437", "IBM737", "CP737", "IBM775", "CP775", "CP850", "IBM850", "IBM852", "CP852", "IBM855", "CP855", "IBM857", "CP857", "IBM860", "CP860", "IBM861", "CP861", "IBM862", "CP862", "IBM863", "CP863", "IBM864", "CP864", "IBM865", "CP865", "IBM866", "CP866", "IBM869", "CP869", "Windows-1258", "CP1258", "GB1988", "macCentEuro", "macCroatian", "macCyrillic", "macGreek", "macIceland", "macRoman", "macRomania", "macThai", "macTurkish", "macUkraine", "CP950", "Big5-HKSCS:2008", "CP951", "IBM037", "ebcdic-cp-us", "stateless-ISO-2022-JP", "eucJP", "eucJP-ms", "euc-jp-ms", "CP51932", "EUC-JIS-2004", "EUC-JISX0213", "eucKR", "eucTW", "EUC-CN", "eucCN", "GB12345", "CP936", "ISO-2022-JP", "ISO2022-JP", "ISO-2022-JP-2", "ISO2022-JP2", "CP50220", "CP50221", "ISO8859-1", "ISO8859-2", "ISO8859-3", "ISO8859-4", "ISO8859-5", "ISO8859-6", "Windows-1256", "CP1256", "ISO8859-7", "ISO8859-8", "Windows-1255", "CP1255", "ISO8859-9", "ISO8859-10", "ISO8859-11", "TIS-620", "Windows-874", "CP874", "ISO8859-13", "ISO8859-14", "ISO8859-15", "ISO8859-16", "CP878", "MacJapanese", "MacJapan", "ASCII", "ANSI_X3.4-1968", "646", "UTF-7", "CP65000", "CP65001", "UTF-8-MAC", "UTF-8-HFS", "UCS-2BE", "UCS-4BE", "UCS-4LE", "CP932", "csWindows31J", "SJIS", "PCK", "CP1250", "CP1251", "CP1252", "CP1253", "CP1254", "CP1257", "UTF8-DoCoMo", "SJIS-DoCoMo", "UTF8-KDDI", "SJIS-KDDI", "ISO-2022-JP-KDDI", "stateless-ISO-2022-JP-KDDI", "UTF8-SoftBank", "SJIS-SoftBank", "locale", "external", "filesystem", "internal"]

为了进行比较,python编码 https://docs.python.org/3/library/codecs.html#standard-encodings

考虑

通过阅读扩展ASCII - 多字节字符编码,似乎唯一真正的扩展ASCII编码是UTF-8,而是多字节。似乎也不存在真正的扩展 ASCII 单字节编码。

从字节的角度来看,我可以使用任何 8 位(单字节)编码,如此处所述 扩展 ASCII - 计算机可读语言中的用法

所有 ASCII 字节(0x00 到 0x7F)在扩展 ASCII 的所有变体中具有相同的含义,

但问题是像 ISO-8859-1 这样的实现专门未定义一些字符范围,因此将以错误告终。

irb(main):009:0> (0..255).map { |c| c.chr}.join.encode(Encoding::ISO_8859_1)
Traceback (most recent call last):
6: from /usr/bin/irb:23:in `<main>'
5: from /usr/bin/irb:23:in `load'
4: from /usr/lib/ruby/gems/2.6.0/gems/irb-1.0.0/exe/irb:11:in `<top (required)>'
3: from (irb):9
2: from (irb):9:in `rescue in irb_binding'
1: from (irb):9:in `encode'
Encoding::UndefinedConversionError ("x80" to UTF-8 in conversion from ASCII-8BIT to UTF-8 to ISO-8859-1)

更新 - force_encoding

我发现字符串方法force_encoding。

irb(main)> a = "x8f"
=> "x8F"
irb(main)> a.encoding
=> #<Encoding:UTF-8>
irb(main)> a.encode(Encoding::ASCII_8BIT)
Traceback (most recent call last):
5: from /usr/bin/irb:23:in `<main>'
4: from /usr/bin/irb:23:in `load'
3: from /usr/lib/ruby/gems/2.6.0/gems/irb-1.0.0/exe/irb:11:in `<top (required)>'
2: from (irb):42
1: from (irb):42:in `encode'
Encoding::InvalidByteSequenceError ("x8F" on UTF-8)
irb(main)> a.force_encoding(Encoding::ASCII_8BIT)
=> "x8F"
irb(main):040:0> a.encoding
=> #<Encoding:ASCII-8BIT>

使用force_encoding而不是encode有什么危险?只是如果我不小心传递了一个多字节字符,它会被转换为多个单字节字符吗?因此,如果确保传递给应用程序的所有字符都在扩展的 ASCII 范围(单字节)中但不安全,并且如果将某些 UTF-8 字符传递给应用程序,则会导致静默转换问题,则不会很危险。

irb(main):044:0> "ud087".force_encoding(Encoding::ASCII_8BIT)
=> "xEDx82x87"
irb(main):045:0> "ud087".bytes
=> [237, 130, 135]

更新 - 答案

@mu太短的回答和@ForeverZer0评论建议的是,我应该使用packunpack来处理原始字节。

因此,而不是使用它的编码和解决方法

pattern = 'A' * 2606 + "x8Fx35x4Ax5F" + 'C' * 390
pattern.force_encoding(Encoding::ASCII_8BIT)

我应该直接使用字节

pattern = ['A'.ord] * 2606 + [0x8F, 0x35, 0x4A, 0x5F] + ['C'.ord] * 390
pattern = pattern.pack('C*')

或者这个更容易阅读的语法

pattern = 'A'.bytes * 2606 + "x8Fx35x4Ax5F".bytes + 'C'.bytes * 390
pattern = pattern.pack('C*')

字符串文字(通常)采用 UTF-8 编码,无论字节是否有效 UTF-8。因此:

"x8f".encoding

说 UTF-8,即使字符串不是有效的 UTF-8。使用String#force_encoding应该是安全的,但如果你真的想使用原始字节,你可能最好使用整数数组并使用Array#pack将它们混合成字符串:

[ 0x8f, 0x11, 0x06, 0x23, 0xff, 0x00 ].pack('C*')
# "x8Fx11x06#xFFx00" 
[ 0x8f, 0x11, 0x06, 0x23, 0xff, 0x00 ].pack('C*').encoding
# #<Encoding:ASCII-8BIT> 
[ 0x8f, 0x11, 0x06, 0x23, 0xff, 0x00 ].pack('C*').bytes
# [143, 17, 6, 35, 255, 0] 

结果应该是相同的,但是,IMO,这是显式处理二进制数据(即.raw字节),使您的意图清晰,并且应该避免任何编码问题。

还有String#unpack,你正在读取的字节是否有一个已知的结构,你想破解它。

如果您正在执行原始数据包操作,那么所有内容都必须处于BINARY/ASCII_8BIT模式,因为它不是文本,不应被视为文本。如果您有任何其他编码,Ruby 将尝试转换它,在最好的情况下会严重弄乱二进制数据,在最坏的情况下会因为转换错误而崩溃。

在 Ruby 术语中,ASCII_8BIT实际上是一个原始数据缓冲区。

代码中字符串的默认编码为 UTF-8:

p "example".encoding
# => #<Encoding:UTF-8>

您可以使用# encoding: BINARY为每个文件的内联字符串设置 Ruby 编码:

# encoding: BINARY
p "example".encoding
# => #<Encoding:ASCII-8BIT>

通常最好使用像pack这样的工具来表达二进制数据,正如 mu 指出的那样,你不会出错,而且你一开始并没有真正使用字符串。这一点非常重要,因为 8 位值易于处理,但 16 位和 32 位值必须正确字节序编码,因此您经常会看到很多这样的事情:

header = pack('nn', qtype, qclass)

其中组成一个涉及两个 16 位值的 DNS 标头。

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