Java 和 Go 語言在默認字符編碼上做出了不同的選擇，這是由它們的設(shè)計目標和使用場景決定的。下面是對 Java 默認使用 UTF-16 和 Go 默認使用 UTF-8 的原因進行的詳細解釋。

Java 默認使用 UTF-16 的原因

1. 歷史背景和兼容性

• Unicode 的發(fā)展:

  • Java 誕生于 1995 年，當時 Unicode 標準還相對年輕，最初的版本（1.0 和 1.1）主要是基于 16 位的字符編碼（即現(xiàn)在的 BMP）。
  • 當時，Unicode 的設(shè)計目標是用 16 位來表示所有常用字符，早期的 UTF-16 被認為是處理 Unicode 的一個合適的方式。

• Java 的早期版本和 UTF-16:

  • Java 在早期的實現(xiàn)中，為了支持多語言字符集，選擇了 UTF-16 作為內(nèi)部字符串表示的方式。這與 Unicode 最初的設(shè)計目標是一致的，即用 16 位來表示大多數(shù)常見字符。
  • UTF-16 在那個時間點提供了一種平衡：它可以高效地表示幾乎所有的字符，而不需要像 UTF-8 那樣使用可變長度編碼。

2. 內(nèi)部字符處理效率

• 固定長度的優(yōu)勢:

  • UTF-16 對于 BMP 范圍內(nèi)的字符來說，每個字符占用固定的 2 個字節(jié)，這簡化了字符處理的邏輯。
  • 在處理字符串時，Java 可以快速定位和操作字符，而不需要解析可變長度的字節(jié)序列（如 UTF-8），這在某些場景下可以提升性能。

• 多語言支持的需求:

  • Java 作為一個跨平臺的語言，被設(shè)計成在不同的操作系統(tǒng)上都可以無縫工作。UTF-16 作為一個較早支持多語言字符的編碼格式，滿足了全球化應用的需求。
  • Java 的 API 設(shè)計考慮了廣泛的字符集和編碼需求，使用 UTF-16 可以簡化這些 API 的設(shè)計和實現(xiàn)。

3. 兼容性與平臺依賴

• Windows 操作系統(tǒng)的影響:
  • Windows 系統(tǒng)也采用了 UTF-16 作為內(nèi)部字符編碼方式，這與 Java 的選擇保持了一致性，減少了跨平臺開發(fā)中的兼容性問題。
  • 這種兼容性使得 Java 應用在 Windows 上可以更加高效地與系統(tǒng) API 進行交互。

Go 默認使用 UTF-8 的原因

1. 現(xiàn)代互聯(lián)網(wǎng)應用的需求

• 網(wǎng)絡(luò)傳輸和文件存儲:

  • Go 語言誕生于 2009 年，彼時互聯(lián)網(wǎng)已經(jīng)高度普及，UTF-8 已經(jīng)成為網(wǎng)絡(luò)傳輸和文件存儲的標準字符編碼。
  • UTF-8 的設(shè)計使得它非常適合網(wǎng)絡(luò)協(xié)議和數(shù)據(jù)交換，因為它是 ASCII 的超集，并且能夠高效地編碼大多數(shù)使用頻繁的字符。

• 互聯(lián)網(wǎng)服務(wù)的主流:

  • Go 被設(shè)計為一種高效的服務(wù)器端語言，許多 Go 應用程序處理的都是互聯(lián)網(wǎng)數(shù)據(jù)，而這些數(shù)據(jù)大多以 UTF-8 編碼為標準。
  • 使用 UTF-8 作為默認編碼，Go 語言可以更直接地處理這些數(shù)據(jù)，無需進行額外的編碼轉(zhuǎn)換。

2. 簡化的字符處理模型

• UTF-8 的可變長度:

  • 雖然 UTF-8 是可變長度編碼，但它的設(shè)計使得簡單的字符處理相對容易，尤其是在處理 ASCII 字符（即一個字節(jié)的字符）時。
  • UTF-8 的設(shè)計保證了所有單字節(jié)的 ASCII 字符保持不變，這對于處理基于 ASCII 的文本（例如，大多數(shù)編程語言的源代碼）非常有利。

• 字符串與字節(jié)序列的統(tǒng)一:

  • Go 的 string 類型本質(zhì)上是一個只讀的字節(jié)序列。這種設(shè)計使得字符串和字節(jié)之間的轉(zhuǎn)換在 Go 中非常直觀和高效。
  • 使用 UTF-8 編碼，Go 可以輕松處理不同語言的文本，同時保持簡單的內(nèi)存模型。

3. 現(xiàn)代開發(fā)的簡潔和效率

• 語言設(shè)計哲學:

  • Go 語言的設(shè)計哲學強調(diào)簡單性和高效性。使用 UTF-8 作為默認編碼，減少了對字符串處理的復雜操作。
  • 這種選擇讓 Go 開發(fā)者在處理文本時，不需要關(guān)心多字節(jié)字符的問題，大大簡化了應用程序的開發(fā)。

• 全球化支持:

  • UTF-8 能夠支持全球所有的字符集，這對于構(gòu)建全球化的互聯(lián)網(wǎng)應用至關(guān)重要。
  • 通過默認使用 UTF-8，Go 語言天然地支持多語言字符集，適應了現(xiàn)代應用的需求。

結(jié)論

• Java 選擇 UTF-16:

  • 歷史背景: Java 誕生時 Unicode 設(shè)計目標主要是 16 位編碼，UTF-16 是當時處理多語言的最佳選擇。
  • 效率考慮: 固定長度的 2 字節(jié)編碼簡化了字符處理邏輯，特別是在需要高效定位和操作字符時。
  • 兼容性需求: 與 Windows 系統(tǒng)的兼容性需求，使得 UTF-16 在跨平臺應用中具有優(yōu)勢。

• Go 選擇 UTF-8:

  • 互聯(lián)網(wǎng)標準: Go 語言誕生在互聯(lián)網(wǎng)時代，UTF-8 已成為網(wǎng)絡(luò)傳輸和文件存儲的標準。
  • 簡單高效: Go 的設(shè)計強調(diào)簡單和高效，UTF-8 作為默認編碼簡化了字符串處理，特別是在處理 ASCII 兼容文本時。
  • 全球化支持: UTF-8 能夠支持全球所有字符，適應了現(xiàn)代互聯(lián)網(wǎng)應用的需求。

Java 和 Go 在處理字符編碼方面的選擇，反映了它們各自的歷史背景和設(shè)計哲學。Java 的 UTF-16 選擇了穩(wěn)定和兼容，而 Go 的 UTF-8 則傾向于現(xiàn)代互聯(lián)網(wǎng)應用的靈活性和效率。