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在项目开发中，经常会遇到文本编码问题。文本编码知识非常基础，但对于新手来说，可能需要花费较长的时间去尝试，才能在脑海中建立对编码的正确认知。文本编码原理并不难，难的是在项目实践中掌握正确处理文本编码的方法。本文从项目实践出发，总结了项目中编码处理的相关经验，希望可以帮助基础比较薄弱的同学，快速建立对编码的基本认知，同时减少实际项目中踩坑的几率。
1. 从不同的视角看数据
1.1 计算机最底层视角
从计算机最底层的视角看，计算机中的数据，不管是寄存器中的数据，还是内存中的数据，还是磁盘上的文件数据，都是以0和1的二进制格式存放的。所以，一般在说二进制数据时候，是从计算机最底层的视角而言的。
1.2 计算机应用视角
应用程序处理计算机中的数据时，只有遵循数据创建者对数据格式的约定，对数据进行处理，才能正确提取出文件内容创建者所想要表达的信息。
文件创建者通常使用文件后缀名来标明文件内容格式。常见的文件格式后缀名有：.jpg、.txt、.mp4 等。
处理数据时，是否遵循数据格式约定，完全由应用程序决定，程序认为它是什么格式，就可以以什么格式对数据进行处理。如果使用和约定不一致的格式处理数据，那么从数据中提取出的信息极有可能是混乱的、无用的。例如，使用文本编辑器打开一张图像，最终文本编辑器的显示内容将是一堆乱码，无法阅读。实际项目中文本出现乱码问题也是这个原因。
2. 文本乱码问题分析
2.1 文本编码简介
对世界上所有符号、文字进行编号，产生一张字符表，这个表叫做“字符集”。这样一来，我们可以使用数字编号来表示字符，每个编号占用相同的字节数。因为世界上的字符很多，一般使用32位的无符号整型存储编号，总计大约可以表示42亿种字符。目前通用的字符集是Unicode字符集。
字符集中，有的字符使用频繁，有的字符使用不频繁，使用相同字节长度的数字编号会有些浪费存储空间。改进的存储方案类似于哈夫曼编码：将使用频繁的字符用更少的字节数表示，使用不频繁的字符，用较长的字节数表示。经过优化的存储方式，叫做“文本编码”。
文本有很多种编码格式，如GBK，GB18030，UTF-8等等，目前最常用的文本编码格式是UTF-8。编码的具体实现不是本文的主要内容，所以不作展开。
2.1 文本乱码原因
由于计算机最早由老外发明，所以各种文本编码格式对英文的兼容性最好，所以英文通常不会乱码。而同一个中文汉字，用不同的文本编码格式进行编码后，对应的二进制数据是不同的。反过来，同一段文本数据，使用不同的编码进行文本解码，则会解析出来截然不同的文本内容。
总的来说，文本乱码有两个原因：
- 一段数据本身就不是文本数据，可能是图像数据，也可能是视频数据等非文本类型的数据，如果将其视作文本进行解码，必然会导致乱码。
- 我们编写的应用程序，没有采用正确的文本编码格式对文本数据进行解码，导致输出的文本就会出现严重混乱，即乱码，进而导致程序处理结果偏离预期，出现错误。
2.2 文本乱码的处理思路
根据文本乱码的原因，我们在遇到乱码问题时，需要对以下问题进行排查：
- 检查文本数据的产生、存储、传输过程是否出错；
- 尝试与文本内容提供者核对双方文本编码格式是否一致。
- 尝试猜测文本编码，这种方法不是很可靠，但值得一试。
2.3 Qt对文本编码的处理支持
Qt提供了很多关于文本编码解码的函数及类接口。如下所示：
| 接口 | 说明 |
|---|---|
| QString::fromXXX()系列QString的静态函数 | 如QString::fromLocal8Bit，QString::fromUtf8，QString::fromLatin1等，提供了常用的文本解码接口。解码出来的结果统一为UTF-16编码格式，保存在QString缓冲区中。 |
| QString::toXXX()系列QString的静态函数 | 如QString::toLocal8Bit，QString::toUtf8，QString::toLatin1等，提供了常用的文本编码接口。编码后的文本数据，保存在QByteArray缓冲区中。 |
| QTextCodec类 | 提供了更强大的编码转换功能，可以通过文本编码名称获取对应的文本编解码器。可以实现各种文本编码之间的编码转换。 |
这里必须提一下QByteArray和QString的区别。
| 类型 | 区别 |
|---|---|
| QByteArray | QByteArray中的数据，仅仅是二进制数据，可以把它看作是一个内存区，仅此而已。它用于计算机底层视角下的数据存储。可以根据业务需要，确定数据格式类型后，再进行数据处理。 |
| QString | 存储文本。它用于计算机应用视角下的文本内容存储。QString可直接在界面内容显示、文本信息处理等应用层面使用。 |
项目中，我们通常使用QByteArray缓存获取到的数据。如果确定QByteArray中存储的数据是文本，那么下一步需要确定文本的编码格式，最后，可以使用 QString或QTextCodec提供的文本编码转换接口对其中的数据进行编码转换，最终得到QString。反过来，我们也可以将QString保存成多种文本编码格式，用于保存或传输。
3. 容易出现文本乱码的应用场景
3.1 处理含有中文的文件
当我们读写文本文件时，必须使用协商一致的文本编码。否则会导致读取的数据产生严重乱码，影响程序稳定性，甚至造成严重后果。不管读文件还是写文件，都要考虑文本编码问题。
3.2 含有中文的代码文件乱码
使用Qt+MSVC在Windows上进行开发时，经常会遇到代码编译不通过，或者程序运行出现乱码的问题。原因是MSVC默认认为源代码是GBK编码。在Qt .pro文件中打开以下编译开关，告诉MSVC编译器，使用UTF-8格式处理源码文本即可解决：
QMAKE_C_FLAGS += /utf-8
QMAKE_CXX_FLAGS += /utf-8
3.3 处理含有中文的通信数据
在进行数据通信的时候，如果通信协议中包含中文，而通信双方又没有对文本编码做出明确约定，那么很有可能会出现乱码的问题。解决办法是，通信双方通信协议中提前约定好的统一的文本编码，一般可以使用UTF-8编码。
4. 总结
牢记：只要我们按文本处理数据，就要考虑数据格式和文本编码。绝不可忽略文本编码直接进行文本处理。
除Qt开发外，在其他软件开发技术中也需要注意文本编码问题。
本文主要讲解了文本编码的相关处理经验和总体逻辑框架。文本编码相关内容很多，项目中可能会出现各种各样的问题，需要结合本文讲解的总体思路，深入问题综合分析。
本文原创发布于 Qt未来工程师。