UCS-2用两个字节编码，UCS-4用4个字节编码。Unicode以UCS-2标准编码字符时可以编码2的16次方个字符，中文中常用的汉字也就几千个，这对于常用的字符已经够用。但若要编码所有字符，UCS-4才能满足。
目前的Unicode字符分为17组编排，0x0000 至 0x10FFFF，每组称为平面（Plane），而每平面拥有65536个码位，共1114112个。然而目前只用了少数平面。UCS-4根据最高位为0的最高字节分成27=128个group。每个group再根据次高字节分为256个平面（plane）。每个平面根据第3个字节分为256行 （row），每行有256个码位（cell）。group 0的平面0被称作BMP（Basic Multilingual Plane）。如果UCS-4的前两个字节为全零，那么将UCS-4的BMP去掉前面的两个零字节就得到了UCS-2。每个平面有216=65536个码位。Unicode计划使用了17个平面，一共有17×65536=1114112个码位。 在Unicode 5.0.0版本中，已定义的码位只有238605个，分布在平面0、平面1、平面2、平面14、平面15、平面16。最常用的是0平面，ASCII码在0平面的开始部分。中日韩统一表意文字在 4E00-9FFF之间。详细的编码表可以看 Unicode字符百科。
UTF-8将一个Unicode代码点拆分为多个代码单元存储，每个代码单元是一个字节。具体的对应关系如下表：
| Unicode编码(十六进制) | UTF-8 字节流(二进制) |
|---|---|
| 00000000-0000007F | 0xxxxxxx |
| 00000080 - 000007FF | 110xxxxx 10xxxxxx |
| 00000800 - 0000FFFF | 1110xxxx 10xxxxxx 10xxxxxx |
| 00010000 - 001FFFFF | 11110xxx 10xxxxxx 10xxxxxx 10xxxxxx |
| 00200000 - 03FFFFFF | 111110xx 10xxxxxx 10xxxxxx 10xxxxxx 10xxxxxx |
| 04000000 - 7FFFFFFF | 1111110x 10xxxxxx 10xxxxxx 10xxxxxx 10xxxxxx 10xxxxxx |
实际上utf-8对于0x10FFFF以后的编码还用不到，因为目前Unicode字符集并没有那么多。对于不同范围的Unicode字符，utf-8的编码长度不同，对于常用的00000000-0000007F。utf-8的一个字节即对应一个字符。相对于utf-16和utf-32更节约空间。
例1：“汉”字的Unicode编码是0x6C49。0x6C49在0x0800-0xFFFF之间，使用用3字节模板了：1110xxxx 10xxxxxx 10xxxxxx。将0x6C49写成二进制是：0110 1100 0100 1001， 用这个比特流依次代替模板中的x，得到：11100110 10110001 10001001，即E6 B1 89
对于代码点小于0x10000（即0平面的Unicode字符），utf-16与Unicode字符集一一对应，两个字节对应一个一个字符。
对于代码点大于0x10000(即0平面以外的Unicode字符)，utf-16将用四个字节对应一个代码点：110110yyyyyyyyyy 110111yyyyyyyyyy。设要编码代码点为U，U1=U-0x10000。将计算得到的U1转换为二进制代替格式中的y便是utf-16对这个代码点的编码。
例2：Unicode编码0x20C30，减去0x10000后，得到0x10C30，写成二进制是：0001 0000 1100 0011 0000。用前10位依次替代模板中的y，用后10位依次替代模板中的x，就得到：1101100001000011 1101110000110000，即0xD843 0xDC30。
为了将一个字符的UTF-16编码与两个字符的UTF-16编码区分开来，Unicode编码的设计者将0xD800-0xDFFF保留下来，并称为代理区（Surrogate）：
| . | . | . |
|---|---|---|
| D800－DB7F | High Surrogates | 高位替代 |
| DB80－DBFF | High Private Use Surrogates | 高位专用替代 |
| DC00－DFFF | Low Surrogates | 低位替代 |
Java采用的就是utf-16编码
utf-32采用四个字节编码Unicode的一个代码点，所以足够表示所有Unicode，不需要转换。
对于编码后的字符如何存储。如0x1234 ,是12 34 还是34 12？
字节序有两种，分别是“大端”（Big Endian, BE）和“小端”（Little Endian, LE）。
根据字节序的不同，UTF-16可被实现为UTF-16LE或UTF-16BE，UTF-32可被实现为UTF-32LE或UTF-32BE。
| Unicode编码 | UTF-16LE | UTF-16BE | UTF32-LE | UTF32-BE |
|---|---|---|---|---|
| 0x006C49 | 49 6C | 6C 49 | 49 6C 00 00 | 00 00 6C 49 |
| 0x020C30 | 43 D8 30 DC | D8 43 DC 30 | 30 0C 02 00 | 00 02 0C 30 |
计算机如何知道这一系列数字采用哪种方式编码？
Unicode标准建议用BOM（Byte Order Mark）来区分字节序，即在传输字节流前，先传输被作为BOM的字符“零宽无中断空格”。这个字符的编码是FEFF，而反过来的FFFE（UTF-16）和FFFE0000（UTF-32）在Unicode中都是未定义的码位，不应该出现在实际传输中。
下表是各种UTF编码的BOM：
| UTF编码 | Byte Order Mark (BOM) |
|---|---|
| UTF-8 without BOM | 无 |
| UTF-8 with BOM | EF BB BF |
| UTF-16LE | FF FE |
| UTF-16BE | FE FF |
| UTF-32LE | FF FE 00 00 |
| UTF-32BE | 00 00 FE FF |
如果想直观的查看不同编码的区别，可以通过记事本或其它编辑器创建多个不同编码（utf-8，utf-16 with BOM，utf-32，ASCII等）的文本文档，先存储一个英语字母，查看每个文件的大小。然后增加一个字母，查看文件大小变化。或者通过某些软件直接读取文本文档的底层代码，转换成十六进制就可以看出不同编码文档开头的不同标识信息。
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