編碼揭秘:解構字符%20背后的秘密與百分號編碼藝術
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前言提到這個 Unicode基礎知識Unicode 只是一個字符集, 其為每個字符提供了一個編號,我們稱之為碼點。 Unicode 可以使用的編碼有三種,分別是: UFT-8:一種 所以UTF-8個UTF-16都屬于變長編碼方案,而UTF-32屬于固定長度編碼方案。 固定長度編碼方案優點當然是簡單啊,缺點嘛,費空間, 這就是為嘛還要有UTF-16和UTF-8。 我們網絡傳輸常用 UTF-8, 而javascript運行時的字符編碼是 UTF-16.
|
系列 | 保留字符 | 編碼 |
---|---|---|
escape | @ * _ + - . / | UTF-16 |
encodeURI | - _ . ! ~ * ' ( ) ; , / ? : @ & = + $ # | UTF-8 |
encodeURIComponent | - _ . ! ~ * ' ( ) | UTF-8 |
簡單來說,escape是生成新的由十六進制轉義序列替換的字符串,作用是讓它們在所有電腦上可讀。
編碼之后的效果是%XX
或者%uXXXX
這種形式。
當你需要對URL編碼時,請使用 encodeURI
或者 encodeURIComponent
。
劃重點: 基于UTF-16進行編碼
UTF-16字符編碼,對于碼點大于0xFFFF
的字符,其編碼結果是分高低位的, charCodeAt(0)
可以獲得高位, charCodeAt(1)
可以獲得低位。
轉義為兩個%uXXXX
先直接看代碼結果:
var ch = String.fromCodePoint(0x23455); // "??"
escape(ch) // '%uD84D%uDC55' 碼點大于 0xFFFF
unescape(escape(ch)) // "??"
ch.charCodeAt(0).toString(16).toUpperCase(); // 高位
// 'D84D'
ch.charCodeAt(1).toString(16).toUpperCase(); // 低位
// 'DC55'
看著結論就知道了,和charCodeAt的邏輯處理一致。 都是返回UTF-16編碼的高低位編碼。
由于 URL 只能由標準 ASCII 字符
組成,因此必須對其他特殊字符進行編碼。它們將被代表 utf-8編碼
的一系列不同字符所取代。
encodeURI 和 encodeURIComponent 用于此目的。
劃重點,encodeURI 和 encodeURIComponent 采用的是UTF-8編碼。
先看看碼點和UTF-8編碼格式,以及需要的字節數。
Unicode 碼點范圍(十六進制) | 十進制范圍 | UTF-8 編碼方式(二進制) | 字節數 |
---|---|---|---|
0000 0000 ~ 0000 007F | 0 ~ 127 | 0xxxxxxx | 1 |
0000 0080 ~ 0000 07FF | 128 ~ 2047 | 110xxxxx 10xxxxxx | 2 |
0000 0800 ~ 0000 FFFF | 2048 ~ 65535 | 1110xxxx 10xxxxxx 10xxxxxx | 3 |
0001 0000 ~ 0010 FFFF | 65536 ~ 1114111 | 11110xxx 10xxxxxx 10xxxxxx 10xxxxxx | 4 |
我們先看看 人
字:
4eba
var codePoint = "人".codePointAt(0).toString(16) // `4eba`
0000 0800 ~ 0000 FFFF
, 格式為1110xxxx 10xxxxxx 10xxxxxx
, 需要三個字節%XX
encodeURI("人") // %E4%BA%BA
這里我們省略了具體的編碼過程, 具體的編碼結果驗證可以去 Convert UTF8 to Binary Bits - Online UTF8 Tools 驗證
最終編碼結果: 11100100 10111010 10111010
(0b11100100).toString(16).toUpperCase() // E4
(0b10111010).toString(16).toUpperCase() // BA
(0b10111010).toString(16).toUpperCase() // BA
encodeURI("人") // %E4%BA%BA => E4 BA BA
再推導一下??
字
0x23455
0001 0000 ~ 0010 FFFF
之間,格式為 11110xxx 10xxxxxx 10xxxxxx 10xxxxxx
, 需四個字節%XX
組成encodeURI("??") // "%F0%A3%91%95"
既然有encodeURI
為嘛還要來一個encodeURIComponent
呢?
其用于對地址后的 參數值進行編碼, 我們通常稱呼為queryString
。
看個例子:
var param = "http://www.yyy.com"; //param為參數
param = encodeURIComponent(param);
var url = "http://www.xxxx.com?target=" + param;
同理下面的?
之后的部分空 鍵=啊 哈&type=x
,鍵值對均需要encodeURIComponent進行編碼。
http://wwww.xxxyyy.com/哈 哈?空 鍵=啊 哈&type=x
其實吧,現代瀏覽器,默認都會自行進行編碼,你不妨把上面的地址貼到瀏覽器:
對于 application/x-www-form-urlencoded
(POST) 這種數據方式, 也是需要編碼的。
其編碼規則:
'&'
分隔的鍵-值對, 同時以 '='
分隔鍵和值.我們先一起看看 percent-encoding(百分號編碼)。
百分比編碼(也有叫百分號編碼的) 是一種擁有8位字符編碼的編碼機制,這些編碼在URL的上下文中具有特定的含義。它有時被稱為URL編碼。編碼由英文字母替換組成:“%” 后跟替換字符的ASCII的十六進制表示。
它廣泛地應用于主統一資源標志符/統一資源定位符集(URI) ,其中包括 URL 和統一資源名(URN)。
它還用于準備應用 application/x-www-form-urlencoded 媒體類型的數據,這通常用于在 HTTP 請求中提交 HTML 表單數據。
URI所允許的字符分作保留與未保留。保留字符是那些具有特殊含義的字符,例如:斜線字符用于URL(或URI)不同部分的分界符;未保留字符沒有這些特殊含義。百分號編碼把保留字符表示為特殊字符序列。
保留字符需要編碼,其有: ':'
,'/'
,'?'
,'#'
,'['
,']'
,'@'
,'!'
,'$'
,'&'
,"'"
,'('
,')'
,'*'
,'+'
,','
,';'
,'='
,以及,'%'
本身, 以及一個空格 " "
。
percent-encoding編碼對照表請參見:percent-encoding | MDN
不需要被編碼,直接使用就行。
- _ . ~
" "
,%20
+
那么,我們這里直接使用 encodeURLComponent編碼值和鍵,能行嗎?
答案是不行:
百分比編碼需要編碼特殊字符的是 20個(加上 ' '
)
: / ? # [ ] @ ! $ & ' ( ) * + , ; = %
encodeURLComponent不編碼的字符是 9 個:
- _ . ! ~ * ' ( )
所以還需要額外編碼為: ['!', "'", '(', ')', '*']
, 怎么計算而得,參見下面代碼:
var percentChars = [':', '/', '?', '#', '[', ']', '@', '!', '$', '&', "'", '(', ')', '*', '+', ',', ';', '=', '%', ' '];
var eURICChars = ['-', '_', '.', '!', '~', '*', "'", '(', ')'];
var notInPChars = percentChars.filter(c=> eURICChars.includes(c));
console.log("notInPChars:", notInPChars);
// notInPChars: (5) ['!', "'", '(', ')', '*']
所以,完整的編碼應該如下:
function encodeValue(val)
{
var eVal = encodeURIComponent(val);
// 單獨處理encodeURIComponent不編碼的字符
eVal = eVal.replace(/\*/g, '%2A');
eVal = eVal.replace(/!/g, '%21');
eVal = eVal.replace(/\(/g, '%28');
eVal = eVal.replace(/\)/g, '%29');
eVal = eVal.replace(/'/g, '%27');
// 特殊處理空格字符
return eVal.replace(/\%20/g,'+');
}
我們后臺返回文件的時候,如果指定Content-Disposition: attachment
并設定好filename, 客戶端收到請求后是可以直接進行文件下載的。 問題就在于這個filename,其也是需要被編碼的,我們了解一下即可:
參考MDN:
var fileName = 'my file(2).txt';
var header = "Content-Disposition: attachment; filename*=UTF-8''"
+ encodeRFC5987ValueChars(fileName);
console.log(header);
// 輸出 "Content-Disposition: attachment; filename*=UTF-8''my%20file%282%29.txt"
function encodeRFC5987ValueChars (str) {
return encodeURIComponent(str).
// 注意,盡管 RFC3986 保留 "!",但 RFC5987 并沒有
// 所以我們并不需要過濾它
replace(/['()]/g, escape). // i.e., %27 %28 %29
replace(/\*/g, '%2A').
// 下面的并不是 RFC5987 中 URI 編碼必須的
// 所以對于 |`^ 這3個字符我們可以稍稍提高一點可讀性
replace(/%(?:7C|60|5E)/g, unescape);
}
其比 percent-encoding又還有些區別,注釋里面寫得很清楚。 我真想說,搞那么多協議不累嗎?
看到注冊,我們可以看到 RFC3986, RFC5987等協議,我們一起了解一下。
RFC3986, RFC1738
是關于URI的編碼規范,RFC5987
是關于http協議文件頭字段的規范。
RFC3986
2005年發布,現行標準。文檔對URL的編解碼問題做出了詳細的建議,指出了哪些字符需要被編碼才不會引起Url語義的轉變,以及對為什么這些字符需要編碼做出了相應的解釋
RFC 1738
94年發布。同上。
RFC5987
Character Set and Language Encoding for Hypertext Transfer Protocol (HTTP) Header Field Parameters。 翻譯: 超文本傳輸協議文件頭字段參數的字符集和語言編碼, 對http傳輸頭部字符串編碼的規范。
你會發現很多代碼還會處理~
符號,雖然RFC3986文檔規定,對于波浪符號~,不需要進行Url編碼,但是還是有很多老的網關或者傳輸代理。
兼容性好的代碼,會兼容處理 RFC1738, 比如著名的qs庫的 formats.js
window.btoa可以進字符進行base64編碼, window.atob可以解碼。
window.btoa("abcd") // "YWJjZA=="
window.atob("YWJjZA==") // "abcd"
但是其職能編碼ASCII 字符串, 試試中文:
window.btoa("人")
// Uncaught DOMException: Failed to execute 'btoa' on 'Window':
// The string to be encoded contains characters outside of the Latin1 range.
怎么解決呢?
// ucs-2 string to base64 encoded ascii
function utoa(str) {
return window.btoa(unescape(encodeURIComponent(str)));
}
// base64 encoded ascii to ucs-2 string
function atou(str) {
return decodeURIComponent(escape(window.atob(str)));
}
驗證一下, 完美。
utoa("人") //5Lq6
atou("5Lq6") //人
那么這是什么思路呢???
encodeURIComponent 將字符轉為百分比utf-8字節存儲為% XX 之后,unescape 將它們轉換為 btoa 所要求的單個代碼點。因此,btoa (unescape (encodeURIComponent (str)))都將文本編碼為 utf-8字節,然后將其編碼為 Base64。
雖然,你去掉中間的unescape和escape也可以正常使用,但是必須搭配使用啦。
但是,已經不是標準的utf-8轉為Base64了。
自己玩:
window.btoa(encodeURIComponent("我是人a"))
// JUU2JTg4JTkxJUU2JTk4JUFGJUU0JUJBJUJBYQ==
decodeURIComponent(window.atob("JUU2JTg4JTkxJUU2JTk4JUFGJUU0JUJBJUJBYQ=="))
// 我是人a
標準base解碼,已經得不到正確結果:
%20
是escape或者URL編碼得到的結果,對應著空字符 " "
。 也可是說是百分號編碼。?轉自https://www.cnblogs.com/cloud-/p/18095685