QString乱谈(2)&QT5中文乱码问题

QString乱谈(2)

  • 长期以来,很多人都清楚,一旦C++源码中直接使用了中文,这样的源码想要跨平台(I18N)会非常困难。

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随着:

  • Windows下:MSVC2010成为主流

  • Linux下:GCC升级到4.6

C++中的中文问题 才算有了一个比较优雅的、跨平台的Workaround。

(本文讨论编译器范围:GCC4.6+, MSVC2010sp1+ 。本文属于QString系列,但暂不涉及QString)

C++ 中文问题

要在C++中正确使用中文,必须要了解下面两个概念:

源码字符集(the source character set)

源码文件是使用何种编码保存的

执行字符集(the execution character set)

可执行程序内保存的是何种编码(程序执行时内存中字符串编码)

C++98的问题: 既没有规定源码字符集,也没有规定执行字符集

这个... 如何理解?不妨看个例子

例子

这个要求高么?

  • 一个简单的C++程序,只是希望它能在简体中文Windows、正体中文Windows、英文版Windows、Linux、MAC OS...下的结果一致。

//main.cppint main(){    char mystr[] = "老老实实的学问,来不得半点马虎";    return sizeof mystr;}

可以试着反问自己两个问题

  • 这个源码文件是何种编码保存的?(有确定答案么?)

  • mystr中是什么内容?(有确定答案么?)

对C++来说,这两个都不确定。

  • 固定平台的话,还能忍忍

  • 要跨平台的话,这种东西...

GCC

在GCC下,这两个都可以使用你自己喜好的编码(如果不指定,默认都是UTF8)

-finput-charset=charset-fexec-charset=charset

除了前两个选项外,还有一个:

-fwide-exec-charset=charset

wide? 不妨先猜一下它是干嘛的

MSVC

MSVC没有类似前面的选项。

源码字符集如何解决?

有BOM么,有则按BOM解释,无则使用本地Locale字符集(随系统设置而变)

执行字符集如何解决?

使用本地Locale字符集(随系统设置而变)

挺霸道哈(当然,源码中可以使用#pragma setlocale("..."),但功能很有限,比如Windows没有utf8的locale,所以...)。

另外,和GCC对应的wide-exec-charset呢?

宽执行字符集如何解决?

不妨先考虑一下

怎么办?

这才两个编译器,看起来就这么复杂了。而C++编译器的数目远大于2.

要想跨平台,必须确保这两个字符集都是“确定”的,而能胜任该任务的字符集,似乎理想的也只能是...

UTF-8方案

  • 如果我们将源码保存成utf8,执行字符集也选为utf8,那么天下将太平了。使用非ASCII字符的源码文件也就可以在不同国家的用户间无障碍流通了 ;-).

源码保存成UTF-8没有什么困难,但是,执行字符集需要是UTF-8。没那么简单

对GCC来说,这个问题很简单(默认的编码选项足够了):

  • 只要源码文件保存成utf8即可(带或不带BOM均可)

  • 早期的gcc不接收带BOM的utf8源码文件,现在,至少在GCC4.6中,这一限制不再存在。

对MSVC来说,这个问题异常复杂:

  • 对MSVC2003来说,只要源码保存成不带BOM的utf8即可

  • 对MSVC2005、(没在SP1基础上装热补丁的)MSVC2008来说。完全没办法

  • 直到MSVC2010sp1,才算提供了一个解决方案。源码保存成带BOM的utf8,utf16,...,然后添加

#pragma execution_character_set("utf-8")

要想跨GCC4.6+和MSVC2010sp1+,我们需要取它们的交集:也就是

  • 源码保存成带BOM的utf8

  • 为MSVC添加#pragma

//main.cpp#if _MSC_VER >= 1600#pragma execution_character_set("utf-8")#endifint main(){    char mystr[] = "老老实实的学问,来不得半点马虎";    return sizeof mystr;}

C++11

等到MSVC支持C++11的String Literals之时,我们就没必要用那个蹩脚的pragma了,直接

    char mystr[] = u8"老老实实的学问,来不得半点马虎";

即可(尽管现在在GCC下没问题,但要跨平台,估计要等到Visual C++ 12了)。

有个问题?

C++98中不是有个wchar_t么,它不是用来表示unicode字符的么?

Unicode 4.0标准的5.2节是如何说的:

The width of wchar_t is compiler-specific and can be as small as 8 bits. Consequently, programs that need to be portable across any C or C++ compilershould not use wchar_t for storing Unicode text. The wchar_t type is intended forstoring compiler-defined wide characters, which may be Unicode characters in some compilers.

在回头看看GCC的选项

-fwide-exec-charset=charset

尽管GCC为其提供的默认编码是UTF16或UTF32(取决于wchar_t的宽度),但该编码是可以随意设置的。

尽管这个东西不保证跨平台,也很不好玩, 但是,由于在windows下面wchar_t用来表示utf16字符,而且直接对应系统API接口,所以在类型char16_t普及之前,还是很重要的。

C++11执行字符集

前面提到的u8就是C++11为“执行字符集”所做的努力之一。

新明确规定了utf8、utf16和utf32这3种执行字符集。

char*

u8"中文"

char16_t*

u"中文"

char32_t*

U"中文"

可是C++11并没有规定源码字符集

const char* mystr=u8"中文";

C++标准对编译器说,我不管这个文件的具体编码是什么,但你必须给我生成对应utf8编码的字节流。

编译器似乎有点傻了吧?不知道源文件的编码,我如何转换

于是:

MSVC说:源码文件必须有BOM,不然我就认为你是本地locale的编码

GCC说:我认为你就是utf8编码,除非通过命令行通知我其他编码

在C++11标准下,对源码编码 简单的处理办法还是,使用带BOM的UTF8保存。

第二篇

今天,随着Change QString's default codec to be UTF-8 进入Qt5的master分支,我们总算可以重新审视一下Qt的中文支持问题。

20120516更新:建议阅读QtCore模块维护者Thiago Macieira 的文章 Source code must be UTF-8 and QString wants it 

没有了setCodecXXX的Qt5

  • Qt5假定的执行字符集是UTF8,不再允许用户擅自改动。这样一来,Qt4中setCodecXXX的各种副作用不再存在,而且中文问题更为简单。

QString s1 = "汉语";QString s2("漢語");QString s3 = tr("中文")QString s4 = QStringLiteral("中文");//只要字符串不需要翻译,请关注这个QString s5 = QString::fromWCharArray(L"中文");QString s6 = u8"中文";//C++11QString s7 = tr(u8"中文")...

所有这些在Qt5默认都会正常工作,唯一要求就是:确保你的C++的执行字符集(the execution character set)是UTF-8

各种写法PK?

简单不一定好

最简单直接的用法,当属:

QString s1 = "汉语";QString s2("漢語");QString s6 = u8"中文";//C++11...

这有什么问题呢?

  • 定义宏QT_NO_CAST_FROM_ASCII之后,上述代码无法将通过编译(对了,这个宏似乎应该改个名字才对,叫QT_NO_CAST_FROM_CSTRING会名副其实一些)

被误用最多的

在Qt4中,QObject::tr()是被滥用(误用)的函数之一:

QString s3 = tr("中文")...

原因:

  • 在Qt4,不少用户被铺天盖地的setCodecForTr()所影响,进而靠它来解决中文问题。

它的用途是用来进行翻译(I18N和L10N)的,如果你没有这方面的需求,真的没必要用它。(在Qt4中,我只注意到有2个大陆网友和1个日本网友有需求并真正进行过这方面的尝试,那么其他应该算误用吧?)

让人困惑的wchar_t

刚开始接触Qt和QString时,曾多次想过,为什么不用wchar_t,为什么,...

QString s5 = QString::fromWCharArray(L"中文");

这个东西在Windows下真的很有用:首先它是Windows系统API所用字符串,其次它和QString内部表示相同。但是由于MSVC处于种种考虑,鼓励大家使用TEXT/_T,反倒使大家对它比较陌生。

但是从C++标准来说,wchar_t毕竟不是char16_t,所以跨平台性不好。在linux下,这行代码需要utf32到utf16的转换。

QStringLiteral

这是一个宏,一个蛮复杂的宏:

QString s4 = QStringLiteral("中文");

之前?

在介绍这个宏之前,我们先看看下面写法有什么劣势:

QString s1 = "汉语";QString s2("漢語");QString s3 = tr("中文")QString s6 = u8"中文";//C++11...

首先,2个汉字的字符串以UTF-8编码的形式被编译器放到了常量区。(至少占7个字节吧?)

然后,程序运行时,构造QString实例,需要在堆上申请空间,存放utf16格式的相应字符串。

有没有存在浪费?

方案

QString 内部是UTF16,如果C++编译器在编译期直接提供了UTF16的字符串,那么我们在QString内部直接保存也就够了。这样

  • 省掉存在两份不同的拷贝(即相应的转换,malloc的成本)

  • 对汉字来说,UTF16本身就是UTF8省空间

现实

目前,我们还没有可靠的方式在C++使用UTF16的执行字符集(the execution character set)。

  • 尽管 L"..."(wchar_t*) 在Windows下是UTF16,但是不具备跨平台性。

  • C++11可以保证这一点,u"..."(char16_t),但主流编译器尚未提供完美支持。

这两点,导致了QStringLiteral的复杂性

实现

源码见 qtbase/src/corelib/tools/qstring.h

(代码中使用宏、模板、lambda表达式,还是相当复杂的,此处只摘片段)

  • 如果编译器支持char16_t,则直接使用

#define QT_UNICODE_LITERAL_II(str) u"" strtypedef char16_t qunicodechar;...

  • 否则。如果在Windows平台下,或者在其他的wchar_t宽度为2的环境下,使用wchar_t

#if defined(Q_CC_MSVC)#    define QT_UNICODE_LITERAL_II(str) L##str#else#    define QT_UNICODE_LITERAL_II(str) L"" str#endiftypedef wchar_t qunicodechar;...

  • 否则。编译器不支持,Qt作为一个库,肯定也没有办法

# define QStringLiteral(str) QString::fromUtf8(str, sizeof(str) - 1)

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