UTF-8就是Unicode Transformation Format-8，是Unicode的一种变换编码格式。
UTF-8 有以下特性:
UCS 字符 U+0000 到 U+007F (ASCII) 被编码为字节 0x00 到 0x7F (ASCII 兼容). 这意味着只包含 7 位 ASCII 字符的文件在 ASCII 和 UTF-8 两种编码方式下是一样的.
所有 >U+007F 的 UCS 字符被编码为一个多个字节的串, 每个字节都有标记位集. 因此, ASCII 字节 (0x00-0x7F) 不可能作为任何其他字符的一部分.
表示非 ASCII 字符的多字节串的第一个字节总是在 0xC0 到 0xFD 的范围里, 并指出这个字符包含多少个字节. 多字节串的其余字节都在 0x80 到 0xBF 范围里. 这使得重新同步非常容易, 并使编码无国界, 且很少受丢失字节的影响.
可以编入所有可能的 231个 UCS 代码
UTF-8 编码字符理论上可以最多到 6 个字节长, 然而 16 位 BMP 字符最多只用到 3 字节长.
Bigendian UCS-4 字节串的排列顺序是预定的.
字节 0xFE 和 0xFF 在 UTF-8 编码中从未用到.
下列字节串用来表示一个字符. 用到哪个串取决于该字符在 Unicode 中的序号.
U-00000000 - U-0000007F:
0xxxxxxx
U-00000080 - U-000007FF:
110xxxxx 10xxxxxx
U-00000800 - U-0000FFFF:
1110xxxx 10xxxxxx 10xxxxxx
U-00010000 - U-001FFFFF:
11110xxx 10xxxxxx 10xxxxxx 10xxxxxx
U-00200000 - U-03FFFFFF:
111110xx 10xxxxxx 10xxxxxx 10xxxxxx 10xxxxxx
U-04000000 - U-7FFFFFFF:
1111110x 10xxxxxx 10xxxxxx 10xxxxxx 10xxxxxx 10xxxxxx
从上表还可以看出，UTF-8每个编码字符都不可能以“10”开头，“10”是以连接符的形式出现在后面的编码字节开头。因此UTF-8编码在存储和传输时是不容易出错的。
下面是UTF-8到Unicode的编码转换代码(J2ME环境下的实现)：UTFC2UniC方法包含了编码转换逻辑。
/**
* 将UTF-8字节数据转化为Unicode字符串
* @param utf_data byte[] - UTF-8编码字节数组
* @param len int - 字节数组长度
* @return String - 变换后的Unicode编码字符串
*/
public static String UTF2Uni(byte[] utf_data, int len)
{
StringBuffer unis = new StringBuffer();
char unic = 0;
int ptr = 0;
int cntBits = 0;
for(;ptr < len;)
{
cntBits = getCntBits(utf_data[ptr]);
if(cntBits == -1)
{
++ptr;
continue;
}
else
if(cntBits == 0)
{
unic = UTFC2UniC(utf_data, ptr, cntBits);
++ptr;
}
else
{
unic = UTFC2UniC(utf_data, ptr, cntBits);
ptr += cntBits;
}
unis.append(unic);
}
return unis.toString();
}
/**
* 将指定的UTF-8字节组合成一个Unicode编码字符
* @param utf byte[] - UTF-8字节数组
* @param sptr int - 编码字节起始位置
* @param cntBits int - 编码字节数
* @return char - 变换后的Unicode字符
*/
public static char UTFC2UniC(byte[] utf, int sptr, int cntBits)
{
/*
Unicode <-> UTF-8
U-00000000 - U-0000007F: 0xxxxxxx
U-00000080 - U-000007FF: 110xxxxx 10xxxxxx
U-00000800 - U-0000FFFF: 1110xxxx 10xxxxxx 10xxxxxx
U-00010000 - U-001FFFFF: 11110xxx 10xxxxxx 10xxxxxx 10xxxxxx
U-00200000 - U-03FFFFFF: 111110xx 10xxxxxx 10xxxxxx 10xxxxxx 10xxxxxx
U-04000000 - U-7FFFFFFF: 1111110x 10xxxxxx 10xxxxxx 10xxxxxx 10xxxxxx 10xxxxxx
*/
int uniC = 0; // represent the unicode char
byte firstByte = utf[sptr];
int ptr = 0; // pointer 0 ~ 15
// resolve single byte UTF-8 encoding char
if(cntBits == 0)
return (char) firstByte;
// resolve the first byte
firstByte &= (1 << (7 - cntBits)) - 1;
// resolve multiple bytes UTF-8 encoding char(except the first byte)
for(int i = sptr + cntBits - 1; i > sptr; --i)
{
byte utfb = utf[i];
uniC |= (utfb & 0x3f) << ptr;
ptr += 6;
}
uniC |= firstByte << ptr;
return (char)uniC;
}
// 根据给定字节计算UTF-8编码的一个字符所占字节数
// UTF-8规则定义，字节标记只能为0或2~6
private static int getCntBits(byte b)
{
int cnt = 0;
if (b == 0) return -1;
for(int i = 7; i >= 0; --i)
{
if (((b >> i) & 0x1) == 1)
++cnt;
else
break;
}
return (cnt > 6 || cnt == 1) ? -1 : cnt;
}
参考资料：
《UTF-8 and Unicode FAQ》—— http://www.linuxforum.net/books/UTF-8-Unicode.html
