字符串转数据：使用错误编码时会发生什么？

场景复现 #

假设我有一个包含ASCII中不存在字符的字符串，使用UTF-8编码时一切正常：

let example = "Testing, ÜÄÖ ?ß 123 ..."
let data = example.data(using: .utf8)
let example2 = String(decoding: data!, as: UTF8.self)
print(example2) // Testing, ÜÄÖ ?ß 123 ...

但如果把编码改为String.Encoding.ascii，data(using:)会返回nil。下面针对疑问逐一解释：

底层到底发生了什么？ #

没错，核心原因就是ASCII编码里根本没有这些特殊字符的对应比特组合。

ASCII是个非常老旧的编码标准，只涵盖了128个字符——就是键盘上那些基础的英文字母、数字、标点，还有一些看不见的控制符号（比如换行、退格）。每个ASCII字符用1个字节（8个比特）表示，而且最高位固定是0，实际只用了7个比特的范围。

像Ü、Ä、Ö、ß这些德语特殊字符，ASCII里完全没给它们分配位置，所以当你强制用ASCII编码这些字符时，系统找不到对应的比特序列，自然就返回nil表示编码失败。

字符是如何转换为数据的？ #

不同编码就像不同的“翻译手册”，转换过程就是查手册的过程：

• UTF-8编码：它是ASCII的超集，兼容所有ASCII字符（用1字节表示），对于ASCII以外的字符，会用2-4个字节的组合来表示。比如Ü在UTF-8里是两个字节的0xC3 0x9C，系统查UTF-8的“手册”，找到这个字符对应的字节组合，把它们打包成Data返回。
• ASCII编码：它的“手册”只有128条，找不到的字符直接宣告翻译失败，不给任何结果，所以返回nil。

简单说，就是字符串里每个字符，按照指定编码的规则转换成对应的字节序列，凑在一起就是Data；如果某个字符在编码规则里找不到对应，整个编码操作就失败。

转换失败时会发生什么？ #

在Swift里，调用data(using:)方法时，如果编码失败（比如遇到编码不支持的字符），方法就会返回nil——这是系统在告诉你“我没法完成这个转换”。

如果你强行用!解包这个nil，程序就会崩溃，所以实际开发里最好用可选绑定（比如if let data = example.data(using: .ascii)）来处理，避免崩溃。

内容的提问来源于stack exchange，提问作者cluster1