【LeetCode】393. UTF-8 编码验证

题目

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：

   Char. number range  |        UTF-8 octet sequence
      (hexadecimal)    |              (binary)
   --------------------+---------------------------------------------
   0000 0000-0000 007F | 0xxxxxxx
   0000 0080-0000 07FF | 110xxxxx 10xxxxxx
   0000 0800-0000 FFFF | 1110xxxx 10xxxxxx 10xxxxxx
   0001 0000-0010 FFFF | 11110xxx 10xxxxxx 10xxxxxx 10xxxxxx

**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

• 使用按位与运算清除掉无关字符，然后再用异或运算匹配
• 若匹配则匹配下一个，否则返回失败
• Python底层和其他语言不同，这里使用java

代码

class Solution {
    public boolean validUtf8(int[] data) {
        int i = 0;
        int tail = 0;
        while (i < data.length) {
            if (tail > 0) {
                if (((data[i] & 0b11000000) ^ 0b10000000) == 0) {
                    i++;
                    tail--;
                } else
                    return false;
            } else if (((data[i] & 0b10000000) ^ 0b00000000) == 0)
                i++;
            else if (((data[i] & 0b11100000) ^ 0b11000000) == 0) {
                i++;
                tail = 1;
            } else if (((data[i] & 0b11110000) ^ 0b11100000) == 0) {
                i++;
                tail = 2;
            } else if (((data[i] & 0b11111000) ^ 0b11110000) == 0) {
                i++;
                tail = 3;
            } else
                return false;
        }
        return tail > 0 ? false : true;
    }
}

复杂度

• 时间复杂度：$O(n)$
• 空间复杂度：$O(1)$