Swift 5：具有最大 UTF-8 长度的字符串前缀

我有一个可以包含任意 Unicode 字符的字符串，我想得到一个prefix该字符串的UTF-8编码长度尽可能接近32字节，同时仍然是有效的 UTF-8 并且不改变字符的含义（即不切断扩展字素簇）。

考虑一下这个CORRECT例子：

let string = "\u{1F3F4}\u{E0067}\u{E0062}\u{E0073}\u{E0063}\u{E0074}\u{E007F}\u{1F1EA}\u{1F1FA}"
print(string)                    // ????????????????????????????????????
print(string.count)              // 2
print(string.utf8.count)         // 36

let prefix = string.utf8Prefix(32)  // <-- function I want to implement 
print(prefix)                    // ????????????????????????????
print(prefix.count)              // 1
print(prefix.utf8.count)         // 28

print(string.hasPrefix(prefix))  // true

这个例子是WRONG执行：

let string = "ar\u{1F3F4}\u{200D}\u{2620}\u{FE0F}\u{1F3F4}\u{200D}\u{2620}\u{FE0F}\u{1F3F4}\u{200D}\u{2620}\u{FE0F}"
print(string)                    // ar????‍☠️????‍☠️????‍☠️
print(string.count)              // 5
print(string.utf8.count)         // 41

let prefix = string.wrongUTF8Prefix(32)  // <-- wrong implementation 
print(prefix)                    // ar????‍☠️????‍☠️????
print(prefix.count)              // 5
print(prefix.utf8.count)         // 32

print(string.hasPrefix(prefix))  // false

有什么优雅的方法可以做到这一点？ （除了反复试验）

我发现String and String.UTF8View共享相同的索引，因此我设法创建一个非常简单（且高效？）的解决方案，我认为：

extension String {
    func utf8Prefix(_ maxLength: Int) -> Substring {
        if self.utf8.count <= maxLength {
            return Substring(self)
        }

        var index = self.utf8.index(self.startIndex, offsetBy: maxLength+1)
        self.formIndex(before: &index)
        return self.prefix(upTo: index)
    }
}

解释（假设maxLength == 32 and startIndex == 0):

第一种情况（utf8.count <= maxLength）应该很清楚，那就是不需要工作的地方。
对于第二种情况，我们首先获取 utf8-index33，这是

• A：字符串的 endIndex（如果它的长度正好是 33 个字节），
• B：字符开头的索引（前一个字符的 33 个字节之后）
• C：字符中间某处的索引（在

因此，如果我们现在将索引向后移动一个字符（使用formIndex(before:)）这将跳转到之前的第一个扩展字素簇边界index如果 A 和 B 是该字符之前的一个字符，而在 C 中则是该字符的开头。
无论如何，现在将保证 utf8 索引最多为32并且在扩展的字素簇边界处，所以prefix(upTo: index)将安全地创建长度≤32的前缀。

……但这并不完美。
理论上这也应该始终是最佳解决方案，即前缀的count尽可能接近maxLength但有时当字符串以由多个 Unicode 标量组成的扩展字素簇结尾时，formIndex(before: &index)返回的字符比所需的字符多，因此前缀会变短。我不太清楚为什么会这样。

编辑：一个不太优雅但完全“正确”的解决方案是这样的（仍然只有 O(n)）：

extension String {
    func utf8Prefix(_ maxLength: Int) -> Substring {
        if self.utf8.count <= maxLength {
            return Substring(self)
        }

        let endIndex = self.utf8.index(self.startIndex, offsetBy: maxLength)
        var index = self.startIndex
        while index <= endIndex {
            self.formIndex(after: &index)
        }
        self.formIndex(before: &index)
        return self.prefix(upTo: index)
    }
}