Unicode只定义码位，即代表一个字符的数字。如何在内存中存储这些代码点取决于所使用的编码。UTF-8是编码Unicode字符的一种方式。

在阅读了大量关于这个话题的帖子和文章后，我的解释是:

1 - Unicode字符表

“Unicode”是一个巨大的表，它有21位宽，这21位提供了1,114,112个码点/值/字段/位置来存储字符。

在这1114112个码点中，有11111998个可以存储Unicode字符， 因为有2048个码点保留为代理，66个码点保留为非字符。 所以，有1,111,998个码位可以存储唯一的字符、符号、表情符号等。

然而，到目前为止，在这1114112个代码点中，只有144697个被使用。 这144,697个代码点包含了涵盖所有语言的字符，以及符号、表情符号等。

Each character in the "Unicode" is assigned to a specific codepoint aka has a specific value / Unicode number. For Example the character "❤", has the following value aka Unicode number "U+2764". The value "U+2764" takes exactly one codepoint out of the 1,114,112 codepoints. The value "U+2764" looks like that in binary: "11100010 10011101 10100100", which is exactly 3 bytes or 24bits (without the two empty space characters, each of which taking 1 bit, but I have added them for visual purposes only, in order to make the 24bits more readable, so please ignore them).

现在，我们的计算机应该如何知道这3个字节“11100010 10011101 10100100”是分开读还是一起读?如果将这3个字节分别读取，然后转换为字符，结果将是“Ô， Ø， ñ”，这与我们的心形表情符号“❤”有很大的不同。

2 -编码标准(UTF-8, ISO-8859, Windows-1251等)

为了解决这个问题，人们发明了编码标准。 自2008年以来，最流行的是UTF-8。UTF-8平均占所有网页的97.6%，这就是为什么我们将UTF-8，如下面的例子。

2.1 -什么是编码?

编码，简单来说就是将某物从一种东西转换成另一种东西。 在我们的例子中，我们正在将数据，更确切地说是字节转换为UTF-8格式， 我还想把这句话重新表述为:“将字节转换为UTF-8字节”，尽管它在技术上可能不正确。

2.2一些关于UTF-8格式的信息，以及为什么它如此重要

UTF-8使用最少1个字节来存储一个字符，最多4个字节。 多亏了UTF-8格式，我们可以拥有包含1个字节以上信息的字符。

这是非常重要的，因为如果不是UTF-8格式，我们就不可能有如此丰富的字母多样性，因为一些字母的字母不能装进1个字节，我们也不会有表情符号，因为每个表情符号至少需要3个字节。我很确定你现在已经明白了，让我们继续。

2.3汉字编码为UTF-8举例

现在，假设我们有汉字“汉”。

这个字符需要16个二进制位“01101100 01001001”，因此正如我们上面讨论的那样，我们不能读取这个字符，除非我们将它编码为UTF-8，因为计算机将无法知道这两个字节是分开读取还是一起读取。

将这个“汉”字符的2字节转换为我喜欢称其为UTF-8字节，将导致以下结果:

(正常的字节)"01101100 01001001" -> (UTF-8编码字节)"11100110 10110001 10001001"

现在，我们是如何得到3个字节而不是2个字节的呢?这怎么可能是UTF-8编码，把2个字节变成3个字节?

为了解释UTF-8编码是如何工作的，我将逐字复制@MatthiasBraun的回复，非常感谢他的精彩解释。

2.4 UTF-8编码是如何工作的?

这里有一个将字节编码为UTF-8的模板。这就是编码是如何发生的，如果你问我的话，我觉得非常令人兴奋!

现在，仔细看看下面的表格，然后我们将一起浏览它。

        Binary format of bytes in sequence:

        1st Byte    2nd Byte    3rd Byte    4th Byte    Number of Free Bits   Maximum Expressible Unicode Value
        0xxxxxxx                                                7             007F hex (127)
        110xxxxx    10xxxxxx                                (5+6)=11          07FF hex (2047)
        1110xxxx    10xxxxxx    10xxxxxx                  (4+6+6)=16          FFFF hex (65535)
        11110xxx    10xxxxxx    10xxxxxx    10xxxxxx    (3+6+6+6)=21          10FFFF hex (1,114,111)

The "x" characters in the table above represent the number of "Free Bits", those bits are empty and we can write to them. The other bits are reserved for the UTF-8 format, they are used as headers / markers. Thanks to these headers, when the bytes are being read using the UTF-8 encoding, the computer knows, which bytes to read together and which seperately. The byte size of your character, after being encoded using the UTF-8 format, depends on how many bits you need to write. In our case the "汉" character is exactly 2 bytes or 16bits: "01101100 01001001" thus the size of our character after being encoded to UTF-8, will be 3 bytes or 24bits "11100110 10110001 10001001" because "3 UTF-8 bytes" have 16 Free Bits, which we can write to Solution, step by step below:

2.5解决方案:

        Header  Place holder    Fill in our Binary   Result         
        1110    xxxx            0110                 11100110
        10      xxxxxx          110001               10110001
        10      xxxxxx          001001               10001001 

2.6简介:

        A Chinese character:      汉
        its Unicode value:        U+6C49
        convert 6C49 to binary:   01101100 01001001
        encode 6C49 as UTF-8:     11100110 10110001 10001001

3 - UTF-8, UTF-16和UTF-32之间的区别

UTF-8、UTF-16和UTF-32编码之间差异的原始解释: https://javarevisited.blogspot.com/2015/02/difference-between-utf-8-utf-16-and-utf.html

UTF-8、UTF-16和UTF-32字符编码的主要区别在于它们在内存中表示一个字符所需的字节数:

UTF-8至少使用1个字节，但如果字符更大，则可以使用2、3或4个字节。 UTF-8也与ASCII表兼容。

UTF-16至少使用2个字节。UTF-16不能占用3个字节，它可以占用2或4个字节。 UTF-16与ASCII表不兼容。

UTF-32总是使用4个字节。

记住:UTF-8和UTF-16是变长编码， 其中UTF-8可以占用1到4个字节， 而UTF-16可以占用2或4个字节。 UTF-32是一种固定宽度的编码，它总是使用32位。

1. Unicode

有很多世界各地的字符,如“$,& h,, t, ?,张,1 = +……”。

然后出现了一个致力于这些角色的组织，

他们制定了统一码标准。

标准如下:

创建一个表单，其中每个位置都称为“代码点”或“代码位置”。 整个位置从U+0000到U+10FFFF; 到目前为止，有些位置被字符填充，有些位置被保存或为空。 例如，位置“U+0024”被字符“$”填充。

PS:当然，还有另一个叫做ISO的组织维护着另一个标准——“iso10646”，几乎是一样的。

2. utf - 8

如上所述，U+0024只是一个位置，所以我们不能将“U+0024”在电脑中保存为字符“$”。

必须有一种编码方法。

然后是编码方法，如UTF-8,UTF-16,UTF-32,UCS-2....

在UTF-8下，代码点“U+0024”被编码为00100100。

00100100是我们在计算机中为“$”保存的值。

Unicode是与ISO/IEC 10646一起定义通用字符集(UCS)的标准，UCS是表示几乎所有已知语言所需的所有现有字符的超集。

Unicode为其存储库中的每个字符分配一个名称和一个数字(字符代码或代码点)。

UTF-8编码，是一种在计算机内存中以数字方式表示这些字符的方法。UTF-8将每个码位映射到一个八字节序列(8位字节)

,例如,

UCS字符= Unicode字符

UCS代码点= U+24B62

UTF-8 encoding = F0 A4 AD A2 (hex) = 11110000 10100100 10101101 10100010 (bin)

让我用一个例子来说明这个话题:

A Chinese character:      汉
its Unicode value:        U+6C49
convert 6C49 to binary:   01101100 01001001

目前还没有什么神奇的，很简单。现在，假设我们决定将这个字符存储在硬盘驱动器上。为此，我们需要以二进制格式存储字符。我们可以简单地将其存储为'01101100 01001001'。完成了!

但是等一下，'01101100 01001001'是一个字符还是两个字符?你知道这是一个字符，因为我告诉过你，但当计算机读取它时，它不知道。所以我们需要某种编码来告诉计算机把它当做一个。

这就是UTF-8规则的用武之地:https://www.fileformat.info/info/unicode/utf8.htm

Binary format of bytes in sequence

1st Byte    2nd Byte    3rd Byte    4th Byte    Number of Free Bits   Maximum Expressible Unicode Value
0xxxxxxx                                                7             007F hex (127)
110xxxxx    10xxxxxx                                (5+6)=11          07FF hex (2047)
1110xxxx    10xxxxxx    10xxxxxx                  (4+6+6)=16          FFFF hex (65535)
11110xxx    10xxxxxx    10xxxxxx    10xxxxxx    (3+6+6+6)=21          10FFFF hex (1,114,111)

根据上面的表格，如果我们想要使用UTF-8格式存储这个字符，我们需要给我们的字符加上一些'headers'前缀。我们的中文字符有16位长(你自己计算二进制值)，所以我们将在第三行使用该格式，因为它提供了足够的空间:

Header  Place holder    Fill in our Binary   Result         
1110    xxxx            0110                 11100110
10      xxxxxx          110001               10110001
10      xxxxxx          001001               10001001

将结果写在一行中:

11100110 10110001 10001001

这是UTF-8二进制值的汉字!你自己看看:https://www.fileformat.info/info/unicode/char/6c49/index.htm

总结

A Chinese character:      汉
its Unicode value:        U+6C49
convert 6C49 to binary:   01101100 01001001
encode 6C49 as UTF-8:     11100110 10110001 10001001

附注:如果你想用Python学习本主题，请点击这里。

现有的答案已经解释了很多细节，但这里有一个非常简短的答案，有最直接的解释和例子。

Unicode是将字符映射到码点的标准。 每个字符都有一个唯一的编码点(识别号)，它是一个像9731这样的数字。

UTF-8是码点的编码。 为了将所有字符存储在磁盘上(在文件中)，UTF-8将字符分成最多4个八位字节(8位序列)-字节。 UTF-8是几种编码(表示数据的方法)之一。例如，在Unicode中，(十进制)码位9731表示一个雪人(☃)，它在UTF-8中由3个字节组成:E2 98 83

这是一个排序的列表，其中有一些随机的例子。