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393. UTF-8 编码验证

给定一个表示数据的整数数组 data ,返回它是否为有效的 UTF-8 编码。

UTF-8 中的一个字符可能的长度为 1 到 4 字节,遵循以下的规则:

  1. 对于 1 字节 的字符,字节的第一位设为 0 ,后面 7 位为这个符号的 unicode 码。

  2. 对于 n 字节 的字符 (n > 1),第一个字节的前 n 位都设为1,第 n+1 位设为 0 ,后面字节的前两位一律设为 10。剩下的没有提及的二进制位,全部为这个符号的 unicode 码。

这是 UTF-8 编码的工作方式:

  Number of Bytes  |        UTF-8 octet sequence
                   |              (binary)
--------------------+---------------------------------------------
        1          | 0xxxxxxx
        2          | 110xxxxx 10xxxxxx
        3          | 1110xxxx 10xxxxxx 10xxxxxx
        4          | 11110xxx 10xxxxxx 10xxxxxx 10xxxxxx

x 表示二进制形式的一位,可以是 01

注意:输入是整数数组。只有每个整数的 最低 8 个有效位 用来存储数据。这意味着每个整数只表示 1 字节的数据。

示例 1:

输入:data = [197,130,1]
输出:true
解释:数据表示字节序列:11000101 10000010 00000001。
这是有效的 utf-8 编码,为一个 2 字节字符,跟着一个 1 字节字符。

示例 2:

输入:data = [235,140,4]
输出:false
解释:数据表示 8 位的序列: 11101011 10001100 00000100.
前 3 位都是 1 ,第 4 位为 0 表示它是一个 3 字节字符。
下一个字节是开头为 10 的延续字节,这是正确的。
但第二个延续字节不以 10 开头,所以是不符合规则的。

提示:

  • 1 <= data.length <= 2 * 104

  • 0 <= data[i] <= 255

思路分析

根据最开始的比特位来确定一个字符占用几个字节。

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/**
 * @author D瓜哥 · https://www.diguage.com
 * @since 2025-07-29 23:06:41
 */
public boolean validUtf8(int[] data) {
  boolean result = true;
  int step = 0;
  for (int i = 0; i < data.length; i++) {
    int num = data[i];
    if (step == 0 && 0 <= num && num <= 0B1111111) {
    } else if (step >= 1 && 0B10000000 <= num && num <= 0B10111111) {
      step--;
    } else if (step == 0 & (0B11000000 <= num && num <= 0B11011111)) {
      step = 1;
    } else if (step == 0 & (0B11100000 <= num && num <= 0B11101111)) {
      step = 2;
    } else if (step == 0 & (0B11110000 <= num && num <= 0B11110111)) {
      step = 3;
    } else {
      return false;
    }
  }
  if (step > 0) {
    return false;
  }
  return result;
}