ASCII 中的控制字元

Function/Control Code/Character in ASCII

Version: 2011-02-15

Author: green-waste (at) 163.com

【什麼是 Function Code 功能碼或  Function Character 功能字元】

ASCII 字符集，大家都知道吧，最基本的包含了 128 個字元。其中前 32 個， 0-31 ，即 0x00-0x1F ，都是不可見字元。這些字元，就叫做控制字元。

這些字元沒法列印出來，但是每個字元，都對應著一個特殊的控制功能的字元，簡稱功能字元或功能碼 Function Code 。

簡言之： ASCII 中前 32 個字元，統稱為 Function Code 功能字元。

此外，由於 ASCII 中的 127 對應的是 Delete ，也是不可見的，所以，此處根據筆者的理解，也可以歸為 Function Code 。

此類字元，對應不同的“功能”，起到一定的“控制作用”，所以，稱為控制字元。

關於每個控制字元的控制功能縮寫，參見下表：

 

表格  1    ASCII 中的控制字元

十 進位制	十六 進位制	控制 字元	轉義 字元 *	說明	Ctrl + 下列字母  *
0	00	NUL	/0	Null character( 空字元 )	@ (Shift + 2)
1	01	SOH		Start of Header( 標題開始 )	A
2	02	STX		Start of Text( 正文開始 )	B
3	03	ETX		End of Text( 正文結束 )	C
4	04	EOT		End of Transmission( 傳輸結束 )	D
5	05	ENQ		Enquiry( 請求 )	E
6	06	ACK		Acknowledgment( 收到通知 / 響應 )	F
7	07	BEL	/a	Bell ( 響鈴 )	G
8	08	BS	/b	Backspace( 退格 )	H
9	09	HT	/t	Horizontal Tab( 水平製表符 )	I
10	0A	LF	/n	Line feed( 換行鍵 )	J
11	0B	VT	/v	Vertical Tab( 垂直製表符 )	K
12	0C	FF	/f	Form feed( 換頁鍵 )	L
13	0D	CR	/r	Carriage return( Enter鍵 )	M
14	0E	SO		Shift Out( 不用切換 )	N
15	0F	SI		Shift In( 啟用切換 )	O
16	10	DLE		Data Link Escape( 資料鏈路轉義 )	P
17	11	DC1		Device Control 1( 裝置控制 1) /XON(Transmit On)	Q
18	12	DC2		Device Control 2( 裝置控制 2)	R
19	13	DC3		Device Control 3( 裝置控制 3) /XOFF(Transmit Off)	S
20	14	DC4		Device Control 4( 裝置控制 4)	T
21	15	NAK		Negative Acknowledgement( 拒絕接收 / 無響應 )	U
22	16	SYN		Synchronous Idle( 同步空閒 )	V
23	17	ETB		End of Trans the Block( 傳輸塊結束 )	W
24	18	CAN		Cancel( 取消 )	X
25	19	EM		End of Medium( 已到介質末端 / 介質儲存已滿 )	Y
26	1A	SUB		Substitute( 替補 / 替換 )	Z
27	1B	ESC	/e	Escape( 溢位 / 逃離 / 取消 )	[
28	1C	FS		File Separator( 檔案分割符 )	/
29	1D	GS		Group Separator( 分組符 )	]
30	1E	RS		Record Separator( 記錄分隔符 )	^ (Shit + 6)
31	1F	US		Unit Separator( 單元分隔符 )	_ (Shift + -)
32	20	SP		White space	[Space] *
127	7F	DEL		Delete( 刪除 )	[Delete] *

注 (*) ：

1.  跳脫字元：即在 C 語言中或其他地方如何表示。

2.  用鍵盤輸入控制字元：其中， 32 是空格鍵， 127 是 Delete 鍵，都不需要加 Ctrl 鍵，即可直接輸入。

3.  可以透過  “Ctrl+ 對應按鍵 ” 實現上述控制字元的輸入 ,  你可能遇到的一些，比如 : 用 Ctrl+V 輸入 SYNC ， Ctrl+M 輸入Enter （當然也可以直接用 Enter 鍵，但是在 Windows 下面，其可能會傳送兩個字元： CR 和 LF ）， Ctrl+Q 輸入 XON ，Ctrl+S 輸入 XOFF 等等。

 

 

其具體每個控制字元的含義，詳解介紹如下：

【 ASCII 中的 Function/Control Code 功能字元的詳細含義】

 

0 – NUL – NUL l  字元 / 空字元

ASCII 字符集中的空字元， NULL ，起初本意可以看作為 NOP （中文意為空操作，就是啥都不做的意思），此位置可以忽略一個字元。

之所以有這個空字元，主要是用於計算機早期的記錄資訊的紙帶，此處留個 NUL 字元，意思是先佔這個位置，以待後用，比如你哪天想起來了，在這個位置在放一個別的啥字元之類的。

後來呢， NUL 字元被用於 C 語言中，字串的終結符，當一個字串中間出現 NUL / NULL ，程式碼裡面表現為 /0 ，的時候，就意味著這個是一個字串的結尾了。這樣就方便按照自己需求去定義字串，多長都行，當然只要你記憶體放得下，然後最後加一個 /0,  即空字元，意思是當前字串到此結束。

 

1 – SOH – S tart   O f H eading  標題開始

如果資訊溝通交流主要以命令和訊息的形式的話， SOH 就可以用於標記每個訊息的開始。

1963 年，最開始 ASCII 標準中，把此字元定義為 Start of Message ，後來又改為現在的 Start Of Heading 。

現在，這個 SOH 常見於主從（ master-slave ）模式的 RS232 的通訊中，一個主裝置，以 SOH 開頭，和從裝置進行通訊。這樣方便從裝置在資料傳輸出現錯誤的時候，在下一次通訊之前，去實現重新同步（ resynchronize ）。如果沒有一個清晰的類似於 SOH 這樣的標記，去標記每個命令的起始或開頭的話，那麼重新同步，就很難實現了。

 

2 – STX – S tart O f T ext  文字開始

3 – ETX – E nd Of T ext  文字結束

透過某種通訊協議去傳輸的一個資料（包），稱為一幀的話，常會包含一個幀頭，包含了定址資訊，即你是要發給誰，要傳送到目的地是哪裡，其後跟著真正要傳送的資料內容。

而 STX ，就用於標記這個資料內容的開始。接下來是要傳輸的資料，最後是 ETX ，表明資料的結束。

其中，中間具體傳輸的資料內容， ASCII 規範並沒有去定義，其和你所用的傳輸協議，具體自己要傳什麼資料有關。

 

幀頭		資料或文字內容
SOH（表明幀頭開始）	。。。。（幀頭資訊，比如包含了目的地址，表明你傳送給誰等等）	STX （表明資料開始）	。。。（真正要傳輸的資料）	ETX （表明資料結束）

 

 

不過其中有趣的是， 1963 年， ASCII 標準最初版本的時候，把現在的 STX 叫做 EOA （ End Of Address ）， ETX 叫做（End Of Message ）。這是因為，最早的時候，一個訊息中，總是包含一個開始符和一個終止符。現在的新的定義，使得可以去傳送一個固定長度的命令，而只用一個 SOH 表明幀頭開始即可，而不需要再加上一個命令終止符或幀頭結束符。

 

總結一下：

一般傳送一個訊息，包含了一個幀頭和後面真正要傳的資料。

而對於幀頭，屬於控制類的資訊，這部分之前屬於命令，後面的真實要傳的資料屬於資料。即訊息 = 幀頭 + 資料。

而之前的命令都要有個開始符和結束符，這樣就是：

訊息        =  幀頭                                +  要傳的資料

=  幀頭開始 + 幀頭資訊 + 幀頭結束         +  要傳的資料

而現在新的定義，使得只需要：

訊息        =  幀頭  + 要傳的資料

= SOH （表明幀頭開始） + 幀頭資訊     +  要傳的資料

= SOH （表明幀頭開始） + 幀頭資訊     + STX +  資料內容 +ETX

就可以少用一個幀頭結束符。

 

而如今，在很多協議中，也常見到，一個固定長度的幀頭，後面緊接著就是資料了，而沒有所謂的幀頭結束符之類的東西去區分幀頭和資料。

 

4 – EOT – E nd O f T ransmission  傳輸結束

5 – ENQ – ENQ uiry  請求

6 – ACK – ACK nowledgment  回應 / 響應

7 – BEL – [audible] BEL l

 

在 ASCII 字符集中， BEL ，是個比較有意思的東東。因為其原先本意不是用來資料編碼的，於此相反， ASCII 中的其他字元，都是用於字元編碼（即用什麼字元，代表什麼含義）或者起到控制裝置的作用。 BEL 用一個可以聽得見的聲音，來吸引人們的注意，其原打算即用於計算機也用於一些裝置，比如印表機等。 C 語言裡面也支援此 BEL ，用 /a 來實現這個響鈴。

 

8 – BS – B ackS pace  退格鍵

退格鍵的功能，隨著時間變化，意義也變得不同了。

起初，意思是，在印表機和電傳打字機上，往回移動一格游標，以起到強調該字元的作用。比如你想要列印一個 a ，然後加上退格鍵後，就成了 aBS^ 。在機械類打字機上，此方法能夠起到實際的強調字元的作用，但是對於後來的 CTR 下時期來說，就無法起到對應效果了。

而現代所用的退格鍵，不僅僅表示游標往回移動了一格，同時也刪除了移動後該位置的字元。在 C 語言中，退格鍵可以用/b 表示。

 

9 – HT – H orizontal T ab  水平製表符

ASCII 中的 HT 控制符的作用是用於佈局的。

其控制輸出裝置前進到下一個表格去處理。而製表符 Table/Tab 的寬度也是靈活不固定的，只不過，多數裝置上，製表符Tab 的寬度都預定義為 8 。水平製表符 HT 不僅能減少資料輸入者的工作量，對於格式化好的文字來說，還能夠減少儲存空間，因為一個 Tab 鍵，就代替了 8 個空格，所以說省空間。

對於省空間的優點，我們現在來看，可能會覺得可笑，因為現在儲存空間已足夠大，一般來說根本不會需要去省那麼點可憐的儲存空間，但是實際上在計算機剛發明的時候，儲存空間（主要指的是記憶體）極其有限也極其昂貴，而且像 ZIP 等壓縮方法也還沒發明呢，所以對於當時來說，對於儲存空間，那是能夠省一點是一點，省任何一點，都是好的，也都是不容易的，省空間就是省錢啊。

C 語言中，用 /t 表示製表符。

 

10 – LF – L ine F eed  換行

LF ，直譯為（給印表機等）喂一行，意思就是所說的，換行。

換行字元，是 ASCII 字符集中，被誤用的字元中的其中一個。

LF 的最原始的含義是，移動印表機的頭到下一行。而另外一個 ASCII 字元， CR （ Carriage Return ）才是將印表機的頭，移到最左邊即一行的開始，行首。很多串列埠協議和 MS-DOS 及 Windows 作業系統，也都是這麼實現的。

而於此不同，對於 C 語言和 Unix 作業系統，其重新定義了 LF 字元的含義為新行，即 LF 和 CR 的組合才能表達出的，回車且換行的意思。

雖然你可以爭論哪種用法是錯的，但是，不可否認，是從程式的角度出發， C 語言和 Unix 對此 LF 的含義實現顯得就很自然，而 MS-DOS 的實現更接近於 LF 的本意。

如果最開始 ASCII 標準中，及定義  CF 也定義 newline ，那樣意思會清楚，會更好理理解：

LF 表示物理上的，裝置控制方面的移動到下一行（並沒有移動到行首）；

新行（ newline ）表示邏輯上文字分隔符，即回車換行。

不過呢，現在人們常將 LF 用做 newline 新行的功能，而大多數文字編輯軟體也都可以處理單個 LF 或者 CR/LF 的組合了。

LF 在 C 語言中，用 /n 表示。

 

11 – VT – V ertical T ab  垂直製表符

垂直製表符，類似於水平製表符 Tab ，目的是為了減少佈局中的工作，同時也減少了格式化字元時所需要儲存字元的空間。 VT 控制碼用於跳到下一個標記行。說實話，還真沒看到有些地方需要用這個 VT 呢，因為一般在換行的時候，都是用 LF 代替 VT 了。

 

12 – FF – F orm F eed   換頁

設計換頁鍵，是用來控制印表機行為的。當印表機收到此鍵碼的時候，印表機移動到下一頁。不同的裝置的終端對此控制碼所表現的行為各不同。有些會去清除螢幕，而其他有的只是顯示 ^L 字元或者是隻是新換一行而已。 Shell 指令碼程式Bash 和 Tcsh 的實現方式是，把 FF 看作是一個清除螢幕的命令。 C 語言程式中用 /f 表示 FF （換頁）。

 

13 – CR – Carriage return  機器的滑動部分 / 底座   返回  ->  回車

CR 回車的原意是讓列印頭回到左邊界，並沒有移動到下一行。

隨著時間流逝，後來人把 CR 的意思弄成了 Enter 鍵，用於示意輸入完畢。在資料以螢幕顯示的情況下，人們在 Enter 的同時，也希望把游標移動到下一行。因此 C 語言和 Unix 作業系統，重新定義了 LF 的意思，使其表示為移動到下一行。當輸入 CR 去儲存資料的時候，軟體也常常隱式地將其轉換為 LF 。

 

14 – SO – S hift O ut  不用切換

15 – SI – S hift I n   啟用切換

早在 1960s 年代，定義 ASCII 字符集的人，就已經懂得了，設計字符集不單單可以用於英文字符集，也要能應用於外文字符集，是很重要的。

定義 Shift In  和 Shift Out 的含義，即考慮到了此點。

最開始，其意為在西里爾語和拉丁語之間切換。西里爾 ASCII 定義中， KOI-7 用到了 Shift 字元。拉丁語用 Shift 去改變印表機的字型。在此種用途中， SO 用於產生雙倍寬度的字元，而用 SI 列印壓縮的字型。

 

16 – DLE – D ata L ink E scape  資料鏈路轉義

有時候，我們需要在正在進行的通訊過程中去傳送一些控制字元。但是，總有一些情況下，這些控制字元卻被看成了普通的資料流，而沒有起到對應的控制效果。而 ASCII 標準中，定義 DLE 來解決這類問題。

如果資料流中檢測到了 DLE ，資料接收端則對其後面接下來的資料流中的字元，另作處理。而關於具體如何處理這些字元， ASCII 規範中則沒有具體定義，而只是弄了個 DLE 去打斷正常資料的處理，告訴接下來的資料，要特殊對待。根據Modem 中的 Hayes 通訊協議 DLE 定義為“無聲 +++ 無聲”。以我的觀點，這樣可能會更好：如果 Hayes 協議沒有把DLE 處理為嵌入通訊的無聲狀態，那樣就符合現存的標準了。然而 Hayes 的開發者卻覺得 +++ 用的頻率要遠高於原始的DLE ，所以才這麼定義了。

 

17 – DC1 – D evice C ontrol 1 / XON – Transmission on

這個 ASCII 控制字元儘管原先定義為 DC1 ，   但是現在常表示為 XON ，用於序列通訊中的軟體流控制。其主要作用為，在通訊被控制碼 XOFF 中斷之後，重新開始資訊傳輸。用過序列終端的人應該還記得，當有時候資料出錯了，按 Ctrl+Q（等價於 XON ）有時候可以起到重新傳輸的效果。這是因為，此 Ctrl+Q 鍵盤序列實際上就是產生 XON 控制碼，其可以將那些由於終端或者主機方面，由於偶爾出現的錯誤的 XOFF 控制碼而中斷的通訊解鎖，使其正常通訊。

 

18 – DC2 – D evice C ontrol 2

19 – DC3 – D evice C ontrol 3 / XOFF – Transmission off  傳輸中斷

20 – DC4 – D evice C ontrol 4

21 – NAK – N egative A cK nowledgment  負面響應 ->  無響應 ,  非正常響應

22 – SYN – SYN chronous idle

23 – ETB – E nd of T ransmission B lock  塊傳輸中止

24 – CAN – CAN cel  取消

25 – EM – E nd of M edium   已到介質末端，介質儲存已滿

EM 用於，當資料儲存到達序列儲存介質末尾的時候，就像磁帶或磁頭滾動到介質末尾一樣。其用於表述資料的邏輯終點，即不必非要是物理上的達到資料載體的末尾。

 

26 – SUB – SUB stitute character 替補 / 替換

27 – ESC – ESC ape  逃離 / 取消

字元 Escape ，是 ASCII 標準的首創的，由 Bob Bemer 提議的。用於開始一段控制碼的擴充套件字元。如此，即可以不必將所有可能想得到的字元都放到 ASCII 標準中了。因為，新的技術可能需要新的控制命令，而 ESC 可以用作這些字元命令的起始標誌。 ESC 廣泛用於印表機和終端，去控制裝置設定，比如字型，字元位置和顏色等等。如果最開始的 ASCII 標準中，沒有定義 ESC ，估計 ASCII 標準早就被其他標準所替代了，因為其沒有包含這些新出現的字元，所以肯定會有其他新的標準出現，用於表示這些字元的。即， ESC 給開發者提供了，可以根據需要而定義新含義的字元的可能。

 

28 – FS – F ile S eparator  檔案分隔符

檔案分隔符是個很有意思的控制字元，因為其可以讓我們看到 1960s 年代的時候，計算機技術是如何組織的。我們現在，習慣於隨即訪問一些儲存介質，比如 RAM ，磁碟，但是在定義 ASCII 標 準的那個年代，大部分資料還是順序的，序列的，而不是隨機訪問的。此處所說的序列的，不僅僅指的是序列通訊，還指的是順序儲存介質，比如穿孔卡片，紙帶， 磁帶等。在序列通訊的時代，設計這麼一個用於表示檔案分隔符的控制字元，用於分割兩個單獨的檔案，是一件很明智的事情。而 FS 的原因就在於此。

 

29 – GS – G roup S eparator 分組符

ASCII 定義控制字元的原因中，其中一條就是考慮到了資料儲存方面的情況。大部分情況下，資料庫的建立，都和表有關，包含了對應的記錄。同一個表中的所有的記錄，屬於同一型別。不同的表中的記錄，屬於對應的不同的型別。而分組符 GS 就是用來分隔序列資料儲存系統中的不同的組。值得注意的是，當時還沒有使用 word 的表格，當時 ASCII 時代的人，把他叫做組。

 

30 – RS – R ecord S eparator 記錄分隔符

記錄分隔符 RS 用於分隔在一個組或表內的多個記錄。

 

31 – US – U nit S eparator  單元分隔符

在 ASCII 定義中，在資料庫中所儲存的，最小的資料項，叫做 Unit 單元。而現在我們稱其 field 域。單元分隔符 US 用於分割序列資料儲存環境下的不同的域。

現在大部分的資料庫實現，要求大部分型別都擁有固定的長度。

儘管大部分時候可能用不到，但是對於每一個域，卻都要分配足夠大的空間，用於存放最大可能的成員變數。這樣的做法，佔用了大量的儲存空間，而 US 控制碼允許域具有可變的長度。在 1960s 年代，資料儲存空間很有限，用 US 這個單元分隔符，將不同單元分隔開，這樣就可以實現更高效地儲存那些寶貴的資料。另一方面，序列儲存的儲存效率，遠低於RAM 和磁碟中所實現的表格儲存。我個人無法想象，如果現在的資料，還是儲存在自帶或者帶滾輪的磁帶上，會是何種景象。

 

32 – SP – White SP ace  空格鍵

也許你會爭論說，空格鍵是否真的能算是一個控制字元？因為現在在普通文字中使用空格鍵是如此常見。

但是，既然水平製表符和退格鍵在 ASCII 中， 都被叫做控制字元了，那麼我覺得也很自然地，可以把空格鍵（向前的空格）也叫做控制字元，畢竟，其本身並不代表一個真正的可見的字元，而僅僅只是很常用於 輸出裝置，用於處理位置前向移動一格，清除當前位置的內容而已。在很多程式中，比如字元處理程式，白空格同樣可能從導致行尾轉到下一行行首，而網路瀏覽器 將多個空格組合成單個空格輸出。

所以，這更加堅定了我的想法，覺得完全可以把空格看成是一個控制字元，而不僅僅是一個很獨特的普通字元。

 

127 – DEL – DEL ete   刪除

有人也許會問，為何 ASCII 字符集中的控制字元的值都是很小的，即 0-32 ，而 DEL 控制字元的值卻很大，是 127 。這是由於這個特殊的字元是為紙帶而定義的。而在那個時候，絕大多數的紙帶，都是用 7 個孔洞去編碼資料的。而 127 這個值所對應的二進位制值為 111 1111b ，表示所有 7 個位元位都是高，所以，將 DEL 用在現存的紙帶上時，所有的洞就都被穿孔了，就把已經存在的資料都擦出掉了，就起到了對應的刪除的作用了。

 

【引用】

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2 ．   

 

3.