總目錄
前言
在C#編程中，處理字符串和字節數組之間的轉換是一個常見的任務。System.Text.Encoding類及其派生類提供了豐富的功能，幫助開發者實現不同字符編碼之間的轉換。本文將詳細講解System.Text.Encoding類的使用方法，包括常用編碼的介紹、編碼和解碼的基本操作、以及一些高級用法。
一、基礎概念
1. 什么是字符編碼？
字符編碼是將字符（如字母、數字、符號等）轉換為字節序列的規則。不同的字符編碼標準（如ASCII、UTF-8、UTF-16等）定義了不同的映射規則。在計算機中，字符編碼用于存儲、傳輸和顯示文本數據。
2. 常見的字符編碼
常見的字符編碼包括：
- ASCII：美國信息交換標準代碼，使用 7 位二進制數表示 128 個字符。
- 特點：固定 1 字節，僅支持 0x00-0x7F（英文字符）。
- 適用場景：純英文文本。
- 注意：若包含非 ASCII 字符（如中文），會替換為
?或拋出異常
- UTF-8：一種變長的字符編碼，可以表示 Unicode 中的所有字符，兼容 ASCII。
- 特點：可變長度編碼，1-4 字節表示一個字符，兼容 ASCII。
- 適用場景：國際化文本、網頁、網絡傳輸（HTTP/JSON）。
- Unicode：一種定長的字符編碼，使用 2 個字節表示一個字符。
- 特點：固定 2 字節（小端序或大端序），支持基本 Unicode 字符。
- 適用場景：內存中存儲（如 .NET 的
string類型）。
- GB2312/GBK/GB18030：中文編碼（需通過
Encoding.GetEncoding獲取）。
3. 編碼與解碼
- 編碼（Encoding）：將 Unicode 字符轉換為字節序列的過程。
- 解碼（Decoding）：將字節序列轉換回 Unicode 字符的過程。
- 由于計算機只認識0或1的二進制數據，而這些數據讓人類閱讀很有難度的。此時人 和 計算機溝通就需要一個翻譯。
- 可以 將ASCII UTF-8等編碼規則 視作 一本人類 與 計算機 之間 溝通的翻譯字典，Encoding類充當 翻譯 的角色。
- 編碼：就是將 人類的語言 通過翻譯字典 翻譯成計算機能看懂的指令
- 解碼：就是將計算機的信息 通過翻譯字典 翻譯成人類可以看懂的語言
4. System.Text.Encoding 類概述
System.Text.Encoding類是.NET框架中用于處理字符編碼的基類（核心類）。它提供了將字符串轉換為字節數組（編碼）和將字節數組轉換為字符串（解碼）的方法。Encoding類本身是抽象的，不能直接實例化，但提供了多個派生類，每個派生類對應一種特定的字符編碼。
5. Encoding 類核心功能
- 支持多種編碼格式（如 UTF-8、ASCII、Unicode 等）。
- 實現字符串與字節數組的雙向轉換。
- 兼容跨平臺和多語言場景。
3. 常用方法與屬性
1）核心方法
| 方法名 | 作用 |
|---|---|
GetBytes(string) | 將字符串轉換為字節數組（編碼過程）。 |
GetString(byte[]) | 將字節數組轉換為字符串（解碼過程）。 |
Convert(Encoding, Encoding, byte[]) | 將字節數組從一種編碼轉換為另一種編碼 （如 UTF-8 轉 UTF-16）。 |
2）靜態屬性
| 屬性名 | 對應編碼類型及代碼頁 | 適用場景 |
|---|---|---|
Encoding.ASCII | ASCII 編碼（代碼頁 20127） | 僅支持英文字符（0x00-0x7F）。 |
Encoding.UTF8 | UTF-8 編碼（代碼頁 65001） | 國際化文本（支持所有 Unicode 字符）。 |
Encoding.Unicode | UTF-16 小端序（代碼頁 1200） | 內部存儲（如 .NET 的 char 類型）。 |
Encoding.UTF32 | UTF-32 小端序（代碼頁 12000） | 高精度編碼（占用更多內存）。 |
Encoding.Default | 當前系統默認 ANSI 編碼（如 GBK、CP1252） | 兼容性場景（可能因系統而異）。 |
3）常用字符編碼類
以下是一些常用的字符編碼類及其對應的編碼標準：
| 字符編碼類 | 對應的編碼標準 |
|---|---|
ASCIIEncoding | 對應ASCII編碼，支持7位字符。 |
UTF7Encoding | 對應UTF-7編碼，一種基于7位的Unicode編碼。 |
UTF8Encoding | 對應UTF-8編碼，廣泛用于互聯網的多字節Unicode編碼。 |
UnicodeEncoding | 對應UTF-16編碼，使用兩個字節表示大多數字符。 |
ASCIIEncoding | 對應ASCII編碼，支持7位字符。 |
二、使用
1. 獲取編碼實例
using System.Text;// 獲取 UTF-8 編碼實例
Encoding utf8Encoding = Encoding.UTF8;// 獲取 ASCII 編碼實例
Encoding asciiEncoding = Encoding.ASCII;// 獲取 Unicode 編碼實例
Encoding unicodeEncoding = Encoding.Unicode;// 通過GetEncoding 獲取 GB2312 編碼實例
Encoding gb2312 = Encoding.GetEncoding("GB2312");// 獲取 GBK 編碼（代碼頁 936）
Encoding gbk = Encoding.GetEncoding(936);// 列出所有支持的編碼
foreach (EncodingInfo ei in Encoding.GetEncodings())
{Console.WriteLine($"名稱: {ei.Name}, 描述: {ei.DisplayName}");
}
2. 獲取編碼信息
static void Main(string[] args)
{// 獲取 UTF-8 編碼實例Encoding utf8Encoding = Encoding.UTF8; Console.WriteLine(utf8Encoding.HeaderName); //輸出：utf-8Console.WriteLine(utf8Encoding.EncodingName); //輸出：Unicode (UTF-8)Console.WriteLine(utf8Encoding.BodyName); //輸出：utf-8Console.WriteLine(utf8Encoding.WebName); //輸出：utf-8// 獲取編碼的代碼頁標識符Console.WriteLine(utf8Encoding.CodePage); //輸出：65001
}
3. 編碼和解碼操作
注意：若使用 Encoding.Default（系統默認編碼，如中文環境下的 GB2312），可能導致跨平臺亂碼，推薦顯式指定編碼。
1）編碼：將字符串轉換為字節數組
internal class Program
{static void Main(string[] args){string text = "Hello, World!";// 使用UTF-8編碼byte[] utf8Bytes = Encoding.UTF8.GetBytes(text);// 使用UTF-16編碼byte[] utf16Bytes = Encoding.Unicode.GetBytes(text);// 使用ASCII編碼byte[] asciiBytes = Encoding.ASCII.GetBytes(text);Console.WriteLine("UTF-8 Encoded Bytes: " + BitConverter.ToString(utf8Bytes));Console.WriteLine("UTF-16 Encoded Bytes: " + BitConverter.ToString(utf16Bytes));Console.WriteLine("ASCII Encoded Bytes: " + BitConverter.ToString(asciiBytes));}
}
輸出：
UTF-8 Encoded Bytes: 48-65-6C-6C-6F-2C-20-57-6F-72-6C-64-21
UTF-16 Encoded Bytes: 48-00-65-00-6C-00-6C-00-6F-00-2C-00-20-00-57-00-6F-00-72-00-6C-00-64-00-21-00
ASCII Encoded Bytes: 48-65-6C-6C-6F-2C-20-57-6F-72-6C-64-21
2）解碼：將字節數組轉換為字符串
// 使用 UTF-8 解碼
string decodedTextUTF8 = utf8Encoding.GetString(utf8Bytes); //輸出：Hello, World!// 使用 ASCII 解碼
string decodedTextASCII = asciiEncoding.GetString(asciiBytes);//輸出：Hello, World!// 使用 Unicode 解碼
string decodedTextUnicode = unicodeEncoding.GetString(unicodeBytes);//輸出：Hello, World!
4. 編碼轉換操作
有時候，我們需要將一個編碼的字節數組轉換為另一個編碼的字節數組。這可以通過Encoding.Convert(源編碼,目標編碼,源字節數組)方法實現：
using System;
using System.Text;
class Program
{static void Main(){string originalText = "Hello, World!";// 將字符串編碼為UTF-8Encoding utf8 = Encoding.UTF8;byte[] utf8Bytes = utf8.GetBytes(originalText);Encoding utf16 = Encoding.Unicode;// 將UTF-8編碼的字節數組轉換為UTF-16byte[] utf16Bytes = Encoding.Convert(utf8, utf16, utf8Bytes);// 解碼UTF-16字節數組string convertedText = utf16.GetString(utf16Bytes);Console.WriteLine("Converted Text: " + convertedText);}
}
8. 實際應用示例
1）示例1：編碼和解碼
以下是一個完整的示例，展示如何在 C# 中使用 System.Text.Encoding 類進行文本編碼和解碼操作。
using System;
using System.Text;namespace EncodingExample
{class Program{static void Main(string[] args){string text = "Hello, World! 你好，世界！";// 獲取不同的編碼實例Encoding utf8Encoding = Encoding.UTF8;Encoding asciiEncoding = Encoding.ASCII;Encoding unicodeEncoding = Encoding.Unicode;// 將字符串編碼為字節數組byte[] utf8Bytes = utf8Encoding.GetBytes(text);byte[] asciiBytes = asciiEncoding.GetBytes(text);byte[] unicodeBytes = unicodeEncoding.GetBytes(text);// 輸出字節數組Console.WriteLine("UTF-8 編碼字節數組:");foreach (byte b in utf8Bytes){Console.Write(b + " ");}Console.WriteLine();Console.WriteLine("ASCII 編碼字節數組:");foreach (byte b in asciiBytes){Console.Write(b + " ");}Console.WriteLine();Console.WriteLine("Unicode 編碼字節數組:");foreach (byte b in unicodeBytes){Console.Write(b + " ");}Console.WriteLine();// 將字節數組解碼為字符串string decodedTextUTF8 = utf8Encoding.GetString(utf8Bytes);string decodedTextASCII = asciiEncoding.GetString(asciiBytes);string decodedTextUnicode = unicodeEncoding.GetString(unicodeBytes);// 輸出解碼后的字符串Console.WriteLine("UTF-8 解碼字符串: " + decodedTextUTF8);Console.WriteLine("ASCII 解碼字符串: " + decodedTextASCII);Console.WriteLine("Unicode 解碼字符串: " + decodedTextUnicode);}}
}
2）示例2：編碼轉換
using System;
using System.Text;public class EncodingDemo
{public static void Main() {// 示例：UTF-8 轉 GBKstring text = "編碼轉換測試";Encoding utf8 = Encoding.UTF8;Encoding gbk = Encoding.GetEncoding("GBK");byte[] utfBytes = utf8.GetBytes(text);byte[] gbkBytes = Encoding.Convert(utf8, gbk, utfBytes);string decodedText = gbk.GetString(gbkBytes);Console.WriteLine($"解碼結果：{decodedText}");}
}
三、高級用法
1. 實現自定義編碼
雖然.NET提供了多種內置編碼，但有時我們可能需要自定義編碼。這可以通過繼承Encoding類并重寫其方法來實現。
2. 文件編碼處理
讀取文件時自動檢測編碼（需結合 BOM 判斷）：
public static Encoding DetectFileEncoding(string path)
{byte[] bom = new byte[4];using (var file = new FileStream(path, FileMode.Open)) {file.Read(bom, 0, 4);}if (bom[0] == 0xEF && bom[1] == 0xBB && bom[2] == 0xBF) return Encoding.UTF8;if (bom[0] == 0xFF && bom[1] == 0xFE) return Encoding.Unicode;return Encoding.Default; // 無 BOM 時回退到默認編碼
}
3. 網絡通信編碼
發送數據前統一編碼格式（推薦 UTF-8）：
// 發送端
string message = "傳輸數據";
byte[] buffer = Encoding.UTF8.GetBytes(message);
socket.Send(buffer);// 接收端
byte[] buffer = new byte[1024];
int bytesRead = socket.Receive(buffer);
string received = Encoding.UTF8.GetString(buffer, 0, bytesRead);
四、注意事項
1. 編碼選擇
在實際應用中，應根據具體需求選擇合適的編碼方式。例如，處理中文文本時，UTF-8 是一個不錯的選擇。
2. 編碼兼容性
讀寫文本時使用相同的編碼（如 UTF-8）。
在進行編碼和解碼操作時，必須確保使用相同的編碼方式，否則可能會導致數據丟失或亂碼。
internal class Program
{static void Main(string[] args){string text = "Hello, 張三! ";// 使用UTF-8編碼byte[] utf8Bytes = Encoding.UTF8.GetBytes(text);// 但是使用 ASCII 解碼，會導致亂碼string decodedTextUTF8 = Encoding.ASCII.GetString(utf8Bytes);Console.WriteLine($"{decodedTextUTF8}"); //輸出：Hello, ??????!}
}
3. 性能考慮
不同的編碼方式在性能上可能會有所不同，應根據實際情況進行優化。
4. 跨平臺開發
Encoding.Default依賴系統區域設置（如 Windows 中的 GBK 或 CP1252），可能導致跨平臺問題。避免使用Encoding.Default，推薦統一使用 UTF-8 （國際化、兼容性最佳）。- 在 Linux/macOS 中，路徑分隔符和編碼默認值可能與 Windows 不同。
5. 處理舊系統的代碼頁編碼
- 使用
CodePagesEncodingProvider（需引用System.Text.Encoding.CodePages包）：EncodingProvider provider = CodePagesEncodingProvider.Instance; Encoding.RegisterProvider(provider); Encoding gbk = Encoding.GetEncoding("GBK"); // 現在可訪問 GBK
結語
回到目錄頁：C#/.NET 知識匯總、C# 上位機知識匯總
希望以上內容可以幫助到大家，如文中有不對之處，還請批評指正。
參考資料：
- 微軟官方文檔：Encoding 類
![[250325] Claude AI 現已支持網絡搜索功能！| ReactOS 0.4.15 發布！](http://pic.xiahunao.cn/[250325] Claude AI 現已支持網絡搜索功能！| ReactOS 0.4.15 發布！)
