jdk源码整数和字符串间的转换

如果让您亲自动手来来写一个Integer中的toString()方法和parseInt()方法，您会怎么写？
请您先动手写toString()方法。

我对于toString()的思路：
1.首先需要得到这个Integer数值的位数，所以肯定有一个getIntegerSize()的private方法
2.然后要把这个Integer数值转化为一个字符数组，所以也要有一个getChars()的private方法
3.最后只要把这个字符数组转化为字符串返回即可

在编写完我们的代码，再确定对于现在自己的实力，已经没有再做优化的可能之后，再来看Integer中的toString()来领教一下高手的代码是怎么写的。

下面是这个过程中最重要的一步：将数值转成字符数组；
其中用使用来三个表(DigitOnes、DigitTens、digits)作为表驱动法(在代码大全上看到过，但还没用过：P)的快速索引来加快代码的执行效率。

/**
 * @param i 被转十进制数
 * @param index 这个十进制数的总位数
 * @param buf 用来存储转化后的结果
 */
static void getChars(int i, int index, char[] buf) {
 int q, r;
 int charPos = index;
 char sign = 0;

 if (i < 0) {
     sign = '-';
     i = -i;
 }

 // Generate two digits per iteration
 while ( i >= 65536 ) {
     q = i / 100;
     r = i - ( ( q << 6 ) + ( q << 5 ) + ( q << 2 ) ); // 高效实现 r = i - ( q * 100 );
     i = q;
     buf [ --charPos ] = DigitOnes[ r ];
     buf [ --charPos ] = DigitTens[ r ];
 }

 // Fall thru to fast mode for smaller numbers
 // assert( i <= 65536, i );
 for (;;) {
     q = ( i * 52429 ) >>> (16+3 ); //实现 q = i / 10（其中使用整数乘法后再移位来代替浮点数的乘法(q * 0.1)，但对于现在的CPU来说不        //知是否还是整数乘法较快？)
     r = i - ( ( q << 3 ) + ( q << 1 ) );  //高效实现 r = i - ( q * 10 ) ...
     buf [ --charPos ] = digits [ r ];
     i = q;
     if ( i == 0 ) break;
 }
 if ( sign != 0 ) {
     buf [ --charPos ] = sign;
 }
}

在给出DigitOnes、DigitTens、digits的三个表之后，我相信看懂这段代码应该是比较简单的事情了（可以写一个具体的数字，比如666666带进去试一下）。但是采用上面的代码来实现仍然存在一个缺陷，就是Integer.MIN_VALUE是不能采用这种方式来转换的。以为当其转化为整数后将要超出Integer的最大范围，所以在toString()方法中还要加入预防措施。

/**
 * All possible chars for representing a number as a String
 */
 final static char[] digits = {
  '0' , '1' , '2' , '3' , '4' , '5' ,
  '6' , '7' , '8' , '9' , 'a' , 'b' ,
  'c' , 'd' , 'e' , 'f' , 'g' , 'h' ,
  'i' , 'j' , 'k' , 'l' , 'm' , 'n' ,
  'o' , 'p' , 'q' , 'r' , 's' , 't' ,
  'u' , 'v' , 'w' , 'x' , 'y' , 'z'
 };

 /**
  * 传入一个二位十进制数，返回其十位上的数值
  */
 final static char [] DigitTens = {
  '0', '0', '0', '0', '0', '0', '0', '0', '0', '0',
  '1', '1', '1', '1', '1', '1', '1', '1', '1', '1',
  '2', '2', '2', '2', '2', '2', '2', '2', '2', '2',
  '3', '3', '3', '3', '3', '3', '3', '3', '3', '3',
  '4', '4', '4', '4', '4', '4', '4', '4', '4', '4',
  '5', '5', '5', '5', '5', '5', '5', '5', '5', '5',
  '6', '6', '6', '6', '6', '6', '6', '6', '6', '6',
  '7', '7', '7', '7', '7', '7', '7', '7', '7', '7',
  '8', '8', '8', '8', '8', '8', '8', '8', '8', '8',
  '9', '9', '9', '9', '9', '9', '9', '9', '9', '9',
 } ;

 /**
  * 传入一个二位十进制数，返回其个位上的数值
  */
 final static char [] DigitOnes = {
  '0', '1', '2', '3', '4', '5', '6', '7', '8', '9',
  '0', '1', '2', '3', '4', '5', '6', '7', '8', '9',
  '0', '1', '2', '3', '4', '5', '6', '7', '8', '9',
  '0', '1', '2', '3', '4', '5', '6', '7', '8', '9',
  '0', '1', '2', '3', '4', '5', '6', '7', '8', '9',
  '0', '1', '2', '3', '4', '5', '6', '7', '8', '9',
  '0', '1', '2', '3', '4', '5', '6', '7', '8', '9',
  '0', '1', '2', '3', '4', '5', '6', '7', '8', '9',
  '0', '1', '2', '3', '4', '5', '6', '7', '8', '9',
  '0', '1', '2', '3', '4', '5', '6', '7', '8', '9',
 } ;

虽然API的实现耗费了不少空间，但是其效率要比我写的要快多了（- -!!）。如果大家不明白上面的位移操作符可以看：Java中的位移运算符

对于得到一个整数数值的位数，我采用了的是不断取余操作(不知道多少兄弟和我想到一块儿去了，^ ^。但是取余操作效率相比之下要慢上不少)。那么API是如何快速得到一个整数数值的位数的呢？其中又采用了表驱动法来取代if-else：

final static int [] sizeTable = { 9, 99, 999, 9999, 99999, 999999, 9999999,
                                      99999999, 999999999, Integer.MAX_VALUE };

 // Requires positive x
 static int stringSize( int x ) {
  for ( int i=0; ; i++ )
      if ( x <= sizeTable[i] )
   return i+1;
 }

 好了，现在是时候来看一下toString()方法了
 public static String toString( int i ) {
  if ( i == Integer.MIN_VALUE )
   return "-2147483648";
  int size = ( i < 0 ) ? stringSize( -i ) + 1 : stringSize( i );
  char[] buf = new char[ size ];
  getChars( i, size, buf );
  return new String( 0, size, buf );
 }

这样toString()方法就实现了。

接下来请大家动手写parseInt()的方法：
下面是我的思路
1.首先自然也是要取得这个字符串的长度,不过这里很简单，直接使用String的length()方法就可以了
2.取出字符串中的第一个字符，判断是否是正负符号。如果不是的话则判断是否符合整数的条件,由于
这里取出的整数和ASCII码相差48，取出的数需要减去48之后，再加入到result中，然后将result * 10
3.不断循环，知道result的长度达到字符串的长度，或者result的值超越的整数的最大范围，则退出程序。

以下是API中的源码(省略其中转为其他进制数的代码)：

public static int parseInt( String s )
           throws NumberFormatException {
 if ( s == null ) {
     throw new NumberFormatException( "null" );
 }

 int result = 0;
 boolean negative = false;
 int i = 0;
 int len = s.length();
 int limit = -Integer.MAX_VALUE;
 int multmin; //用来放置整数的最大范围
 int digit;
 int radix = 10;

 if ( len > 0 ) {
     char firstChar = s.charAt( 0 );
     if ( firstChar < '0' ) { // Possible leading "+" or "-"
         if ( firstChar == '-' ) {
             negative = true;
             limit = Integer.MIN_VALUE;
         } else if ( firstChar != '+' )
             throw NumberFormatException.forInputString( s );

         if ( len == 1 ) // Cannot have lone "+" or "-"
             throw NumberFormatException.forInputString( s );
         i++;
     }
     multmin = limit / radix;
     while ( i < len ) {
         // Accumulating negatively avoids surprises near MAX_VALUE
         digit = Character.digit( s.charAt( i++ ), radix ); //这一步应该是符合我的思路的第二条，我想如果应用上面的digits表应该也可以轻易做到
         if ( digit < 0 ) {
             throw NumberFormatException.forInputString( s );
         }
         if ( result < multmin ) {
             throw NumberFormatException.forInputString( s );
         }
         result *= radix;
         if ( result < limit + digit ) {
             throw NumberFormatException.forInputString( s );
         }
         result -= digit;
     }
 } else {
     throw NumberFormatException.forInputString( s );
 }
 return negative ? result : -result;
}

摘要: 一般对于数字长度的判断，我们习惯上是采用模除的方法。使用递归的思想得到结果。以下是jdk源码中实现的思路：-----------------------------------------------------------------------------------------final st ...

一般对于数字长度的判断，我们习惯上是采用模除的方法。
使用递归的思想得到结果。
以下是jdk源码中实现的思路：
-----------------------------------------------------------------------------------------
final static int[] sizeTable = { 9, 99, 999, 9999, 99999, 999999, 9999999,
            99999999, 999999999, Integer.MAX_VALUE };
static int stringSize(int x) {
        for (int i=0; ; i++)
            if (x <= sizeTable[i])
                return i+1;
    }
-----------------------------------------------------------------------------------------
递归实现的代码：
int num = random.nextInt();
            while (num / 10 > 0) {
                num = num / 10;
                length++;
            }
------------------------------------------------
当循环增加到百万数量级时，
前者的时间差不多是后者数量级的一半 。
压力有点大~