Javascript 有个 Unicode 的天坑

最近笔者在项目中遇到了 emoji 表情的处理，期间发现 js 处理多字节字符时会有较多坑，记录一下与各位分享。
本文涉及知识点：

Unicode (BMP/SP)
UTF-8 UTF-16 UTF-32 UCS-2
javascript 字符处理

Unicode

Unicode 是目前绝大多数程序使用的字符编码，定义也很简单，用一个码点 (code point) 映射一个字符。码点值的范围是从 U+0000 到 U+10FFFF，可以表示超过 110 万个符号。下面是一些符号与它们的码点

A 的码点 U+0041
a 的码点 U+0061
©的码点 U+00A9
☃的码点 U+2603
💩的码点 U+1F4A9

对于每个码点，Unicode 还会配上一小段文字说明，可以在 codepoints.net 查到，比如 💩的码点说明

Unicode 最前面的 65536 个字符位，称为基本平面（BMP-—Basic Multilingual Plane），它的码点范围是从 U+0000 到 U+FFFF。最常见的字符都放在这个平面，这是 Unicode 最先定义和公布的一个平面。
剩下的字符都放在补充平面（Supplementary Plane），码点范围从 U+010000 一直到 U+10FFFF，共 16 个。

UTF 与 UCS

UTF（Unicode transformation format）Unicode 转换格式，是服务于 Unicode 的，用于将一个 Unicode 码点转换为特定的字节序列。常见的 UTF 有

UTF-8 可变字节序列，用 1 到 4 个字节表示一个码点
UTF-16 可变字节序列，用 2 或 4 个字节表示一个码点
UTF-32 固定字节序列，用 4 个字节表示一个码点

UTF-8 对 ASCⅡ编码是兼容的，都是一个字节，超过 U+07FF 的部分则用了复杂的转换方式来映射 Unicode，具体不再详述。

UTF-16 对于 BMP 的码点，采用 2 个字节进行编码，而 BMP 之外的码点，用 4 个字节组成代理对（surrogate pair）来表示。其中前两个字节范围是 U+D800 到 U+DBFF，后两个字节范围是 U+DC00 到 U+DFFF，通过以下公式完成映射（H：高字节 L：低字节 c：码点）
H = Math.floor((c-0x10000) / 0x400)+0xD800
L = (c - 0x10000) % 0x400 + 0xDC00

比如💩用 UTF-16 表示就是"\uD83D\uDCA9"

UCS（Universal Character Set）通用字符集，是一个 ISO 标准，目前与 Unicode 可以说是等价的。
相对于 UTF，UCS 也有自己的转换方法（编码）。如

UCS-2 用 2 个字节表示 BMP 的码点
UCS-4 用 4 个字节表示码点

UCS-2 是一个过时的编码方式，因为它只能编码基本平面（BMP) 的码点，在 BMP 的编码上，与 UTF-16 是一致的，所以可以认为是 UTF-16 的一个子集。
UCS-4 则与 UTF-32 等价，都是用 4 个字节来编码 Unicode。

javascript 字符处理

辣莫，js 到底是用的啥编码呢？答案是 UCS-2。咦，刚刚不是说 UCS-2 过时了吗？首先看下年表

1990 UCS-2 诞生
1995.5 JavaScript 诞生
1996.7 UTF-16 诞生

也就是说，Brendan Eich 在写 JS 的时候，UTF-16 还没问世，所以只能用 UCS-2 的方式来处理字符，也因此留下了隐患。

坑 1——length 属性

先看一个简单的例子：

>"\uD83D\uDCA9" === "💩"
>true
>"💩".length
>2

因为"💩"在 JS 的编码是"\uD83D\uDCA9"，而 JS 认为每 16 位 (2 字节）即表示一个字符，所以一坨大便是占 2 个字符的。我们经常用 length 来判断字符串长度，那产品不干了呀，说好可以输入 10 个字，为毛输了 5 个 emoji 就不给输入了？
怎么破？可以用万能的正则匹配

var regexAstralSymbols = /[\uD800-\uDBFF][\uDC00-\uDFFF]/g; // 匹配UTF-16的代理对

function countSymbols(string) {

return string

// 把代理对改为一个BMP的字符.

.replace(regexAstralSymbols, '_')

// …这时候取长度就妥妥的啦.

.length;

}

countSymbols('💩'); // 1

坑 2——反转字符串

js 里怎么反转（reverse）字符串？相信有些同学已经想到了一个极简的方案

function reverse(str) {

return str.split('').reverse().join('');

}

js 虽没有直接的反转字符串的 API，但是数组有啊，转数组反转之后再转回字符串，嘿嘿嘿，是不是很机智？这时候 Unicode 大爷又出来打脸了：你们呐，sometimes naive！
拿刚才的函数反转带有💩的字符串试试

1 2	reverse('这是一坨💩') "��坨一是这"

�的 Unicode 码点是+UFFFD，通常用来表示 Unicode 转换时无法识别的字符（也就是乱码）
当💩（\uD83D\uDCA9）通过上述方法反转时，变成\uDCA9\uD83D，不是一个合法的代理对（高低字节范围不同），同时，Unicode 规定代理对范围内的码点不能单独出现，所以 js 只能用�表示了。
怎么破？

ES6 的 Array.from 支持代理对的解析

AlloyTeam