URLエンコードとは何か、なぜ必要なのか

Webページを見ているとき、アドレスバーに %E3%81%82 のような文字列が表示されることがあります。これはURLエンコード（パーセントエンコーディング）と呼ばれる変換です。日本語や特殊文字をURLで安全に扱うための仕組みです。

「なぜこんな変換が必要なのか」——理由を知ると、Webの動作についての理解が深まります。

URLで使える文字と使えない文字

URLで使用できる文字はRFC（インターネット標準仕様）によって厳密に定められています。英数字（A-Z、a-z、0-9）と一部の記号（-、_、.、~）は「非予約文字」として、そのままURLに含めることができます。

一方、?、&、=、#、/などはURLの構造的な意味を持つ「予約文字」です。これらをデータとして含めたいときは、エンコードが必要になります。日本語や絵文字などの非ASCII文字も、そのままではURLに含められません。

URLエンコードでは、使えない文字を %XX の形式に変換します（XXは16進数2桁）。具体的には文字をUTF-8でバイト列に変換し、各バイトを % と16進数で表します。

「あ」は3バイトのUTF-8文字のため、URLエンコード後は %E3%81%82 の9文字になります。

クエリパラメータに日本語を含める場合：検索フォームで日本語を入力してURLを見ると、?q=%E6%A4%9C%E7%B4%A2 のようになります。これはブラウザが自動的にエンコードしているためです。
APIリクエストを手動で組み立てる場合：プログラムでURLを生成するとき、パラメータ値を手動でエンコードしないと、& や = が区切り文字として誤解釈されます。
URLをテキストとして別のURLに含める場合：リダイレクト先URLをパラメータとして渡すとき、URLをそのまま入れると構造が崩れます。
ファイル名のURLエンコード：日本語ファイル名を含むリンクを生成するとき、エンコードが必要になります。