Java 平台中的增补字符

作者：Sun Microsystems, Inc. 的 Norbert Lindenberg 和 Masayoshi Okutsu

2004 年 5 月

English: Supplementary Characters in the Java Platform
日本語: Java プラットフォームにおける補助文字のサポート

摘要

本文介绍 Java 平台支持增补字符的方式。增补字符是 Unicode 标准中代码点超出 U+FFFF 的字符，因此它们无法在 Java 编程语言中描述为单个的 16 位实体（例如 char 数据类型）。这些字符一般极少用，但是，有些会在诸如中文或日文人名中用到，因此，在东亚国家，政府应用程序通常会要求支持这些字符。

Java 平台目前正在改进，以便支持对增补字符的处理，这种改进对现有的应用程序影响微乎其微。新的低层 API 在需要时能够使用单个的字符运行。不过，大多数文本处理 API 均使用字符序列，例如 String 类或字符数组。现在，这些均解释为 UTF-16 序列，而且，这些 API 实现已转变为正确地处理增补字符。这些改进已融入 Java 2 平台 5.0 版，标准版 (J2SE)。

除详细解释这些改进之外，本文同时为应用程序开发人员确定和实现必要的更改提供指导，以支持整个 Unicode 字符集的使用。

背景

Unicode 最初设计是作为一种固定宽度的 16 位字符编码。在 Java 编程语言中，基本数据类型 char 初衷是通过提供一种简单的、能够包含任何字符的数据类型来充分利用这种设计的优点。不过，现在看来，16 位编码的所有 65,536 个字符并不能完全表示全世界所有正在使用或曾经使用的字符。于是，Unicode 标准已扩展到包含多达 1,112,064 个字符。那些超出原来的 16 位限制的字符被称作增补字符。Unicode 标准 2.0 版是第一个包含启用增补字符设计的版本，但是，直到 3.1 版才收入第一批增补字符集。由于 J2SE 的 5.0 版必须支持 Unicode 标准 4.0 版，因此它必须支持增补字符。

对增补字符的支持也可能会成为东亚市场的一个普遍商业要求。政府应用程序会需要这些增补字符，以正确表示一些包含罕见中文字符的姓名。出版应用程序可能会需要这些增补字符，以表示所有的古代字符和变体字符。中国政府要求支持 GB18030（一种对整个 Unicode 字符集进行编码的字符编码标准），因此，如果是 Unicode 3.1 版或更新版本，则将包括增补字符。台湾标准 CNS-11643 包含的许多字符在 Unicode 3.1 中列为增补字符。香港政府定义了一种针对粤语的字符集，其中的一些字符是 Unicode 中的增补字符。最后，日本的一些供应商正计划利用增补字符空间中大量的专用空间收入 50,000 多个日文汉字字符变体，以便从其专有系统迁移至基于 Java 平台的解决方案。

因此，Java 平台不仅需要支持增补字符，而且必须使应用程序能够方便地做到这一点。由于增补字符打破了 Java 编程语言的基础设计构想，而且可能要求对编程模型进行根本性的修改，因此，Java Community Process 召集了一个专家组，以期找到一个适当的解决方案。该小组被称为 JSR-204 专家组，使用的编号。从技术上来说，该专家组的决定仅适用于 J2SE 平台，但是由于 Java 2 平台企业版 (J2EE) 处于 J2SE 平台的最上层，因此它可以直接受益，我们期望 Java 2 平台袖珍版 (J2ME) 的配置也采用相同的设计方法。

不过，在了解 JSR-204 专家组确定的解决方案之前，我们需要先理解一些术语。

代码点、字符编码方案、UTF-16：这些是指什么？

不幸的是，引入增补字符使字符模型变得更加复杂了。在过去，我们可以简单地说“字符”，在一个基于 Unicode 的环境（例如 Java 平台）中，假定字符有 16 位，而现在我们需要更多的术语。我们会尽量介绍得相对简单一些 — 如需了解所有详细的讨论信息，您可以阅读或 Unicode 技术报告 17“”。Unicode 专业人士可略过所有介绍直接参阅本部分中的最后定义。

字符是抽象的最小文本单位。它没有固定的形状（可能是一个字形），而且没有值。“A”是一个字符，“

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