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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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