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java中int轉(zhuǎn)string與string轉(zhuǎn)int的效率對比

 更新時間:2022年03月11日 17:01:25   作者:畫心_sky  
這篇文章主要介紹了java中int轉(zhuǎn)string與string轉(zhuǎn)int的效率對比,具有很好的參考價值,希望對大家有所幫助。如有錯誤或未考慮完全的地方,望不吝賜教

int轉(zhuǎn)string與string轉(zhuǎn)int的效率對比

string轉(zhuǎn)int,兩種方法

Interger.parseInt(String)
Interger.valueOf(String).intValue()

第二種方法可以去看源碼,實現(xiàn)了第一種方法。

注釋大概就是這樣的意思

/**
? ? ? *返回一個包含整數(shù)的對象
? ? ? *指定的{@ String String}的值。 這個說法是
? ? ? *被解釋為表示一個有符號的十進制整數(shù)
? ? ? *就好像這個論據(jù)是給予{@link的
? ? ? * #parseInt(java.lang.String)}方法。 結(jié)果是一個
? ? ? 表示整數(shù)值的整數(shù)對象
? ? ? *由字符串指定。
? ? ?*
? ? ? 換句話說,這個方法返回一個{@code Integer}
? ? ? *對象等于以下值:
? ? ?*
? ? ? * <blockquote>
? ? ? * {@code new Integer(Integer.parseInt(s))}
? ? ? * </ blockquote>
? ? ?*
? ? ? * @param是要解析的字符串。
? ? ? * @返回一個保存值的{整數(shù)}對象
? ? ? *由字符串參數(shù)表示。
? ? ? * @exception NumberFormatException如果字符串不能被解析
? ? ? *作為一個整數(shù)。
? ? ?*/

在valueOf()里面實現(xiàn)了parseInt()方法。時間對比第二種比第一種要快了很多。

?Integer.parseInt(str) : 21
?Integer.valueOf(str).intValue() : 14

int 轉(zhuǎn)string一般用三種方法

  • 第一種:number + ""
  • 第二種:string.valueOf()
  • 第三種:.toString()
  • 先說第一種,簡單粗暴。
  • 第二種方法:底層使用的依舊是.toString()方法
  • 第三種就是toString()

上代碼。

int num = 888888;
 
        //(1)num + ""
        long start = System.currentTimeMillis();//得到開始運行時系統(tǒng)時間
        for(int i=0; i<100000; i++){
            String str = num + "";
        }
        long end = System.currentTimeMillis();//得到結(jié)束運行時系統(tǒng)時間
        System.out.println("num + \"\" : " + (end - start));
 
        //(2)String.valueOf(num)
        start = System.currentTimeMillis();
        for(int i=0; i<100000; i++){
            String str = String.valueOf(num);
        }
        end = System.currentTimeMillis();
        System.out.println("String.valueOf(num) : " + (end - start));
 
        //(3)Integer.toString(num)
        start = System.currentTimeMillis();
        for(int i=0; i<100000; i++){
            String str = Integer.toString(num);
        }
        end = System.currentTimeMillis();
        System.out.println("Integer.toString(num) : " + (end - start));

結(jié)果就是

num + "" : 82
String.valueOf(num) : 32
Integer.toString(num) : 9

經(jīng)過多次的反復(fù)測試,toString()是最快的,num+""是最慢的,在使用String.valueOf()中源碼是這樣的。

public static String valueOf(Object obj) {
    return (obj == null) ? "null" : obj.toString();
}

也就是說在使用的時候,不用去判斷所傳的對象是否為null,但是尤其注意,如果傳的為空,返回來的是一個為null的字符串而不是null值,這個地方需要謹記。

string轉(zhuǎn)int問題分析

相信很多同學(xué)在面試時都遇到過這樣一個問題,要求封裝一個函數(shù),將String類型轉(zhuǎn)換為int類型。這個看似簡單的問題其實隱藏著很多細節(jié),要想真正封裝好這個函數(shù)并不容易。面試官要考察的其實并不是算法本身的難度,這個問題的算法其實沒有什么難度可言,主要要考察的是程序員寫代碼的仔細程度,考慮問題是否全面,也就是說,我們要盡可能的讓代碼具有魯棒性。下面我們一步步的分析這個問題中隱藏的細節(jié)。

分析一波

首先我們不考慮任何的異常處理,假設(shè)函數(shù)的調(diào)用者傳入的數(shù)據(jù)都是正確的,很容易就可以寫出下面的代碼:

? ? public int strToInt(String str) {
? ? ? ? int number = 0;
? ? ? ? for (int i=0; i<str.length(); i++) {
? ? ? ? ? ? number *= 10;
? ? ? ? ? ? number += (str.charAt(i) - '0');
? ? ? ? }
? ? ? ? return number;
? ? }

上面的代碼將遍歷字符串的每一位字符,并將其轉(zhuǎn)換為對應(yīng)的整數(shù),然后將其一一融入到整形數(shù)據(jù)number中。

如果你給面試官提交的是這樣一份代碼,結(jié)果肯定不會滿意。因為你沒有考慮到程序的魯棒性,我們封裝的函數(shù)相當(dāng)于API接口,是提供給所有開發(fā)者調(diào)用的,難免其他開發(fā)者不會傳入一些奇怪的參數(shù),而這段代碼對異常參數(shù)沒有做任何處理,一旦傳入異常參數(shù),程序?qū)⒅苯颖罎?。下面我們一步步來完善這個函數(shù),提高其魯棒性。

1、針對傳入的字符串為空對象或者字符串為空的字符串

? ? public int strToInt(String str) throws NumberFormatException{
? ? ? ? if (str == null || str.contentEquals("")) { // 如果傳入的字符串為空對象或者傳入的字符串為空字符串,則拋出異常
? ? ? ? ? ? throw new NumberFormatException("null or empty string"); // 這里直接利用java封裝好的異常類,當(dāng)然我們也可以自己封裝異常類,面試官要考察的不是對異常類的封裝,而是你要知道要處理異常情況
? ? ? ? }
? ? ? ? int number = 0;
? ? ? ? for (int i=0; i<str.length(); i++) {
? ? ? ? ? ? number *= 10;
? ? ? ? ? ? number += (str.charAt(i) - '0');
? ? ? ? }
? ? ? ? return number;
? ? }

首先我們字符串是否為空或者是否為空的字符串,如果是,則直接拋出異常,這里我們使用的是Java封裝好的異常類NumberFormatException,當(dāng)然我們也可以自己封裝異常類,面試官要考察的不是對異常類的封裝,而是你要知道要處理異常情況。

2、針對符號位的處理

這個我們最好提前問一下面試官,有沒有可能傳入的是負數(shù),當(dāng)為正數(shù)時,是否允許帶符號位,如果是的話,我們就要針對符號位進行處理,負數(shù)的第一個字符是“-”,我們只要判斷第一個字符是否為“-”就可以知道傳入的是否為負數(shù)了,如果正數(shù)允許帶符號位,那邊第一個字符有可能是“+”,我們也要做對應(yīng)的處理:

? ? public int strToInt(String str) throws NumberFormatException{
? ? ? ? if (str == null || str.contentEquals("")) { // 如果傳入的字符串為空對象或者傳入的字符串為空字符串,則拋出異常
? ? ? ? ? ? throw new NumberFormatException("null or empty string"); // 這里直接利用java封裝好的異常類,當(dāng)然我們也可以自己封裝異常類,面試官要考察的不是對異常類的封裝,而是你要知道要處理異常情況
? ? ? ? }
? ? ? ? boolean negative = false; // negative為true表示是負數(shù),反之為正數(shù)
? ? ? ? int pos = 0;
? ? ? ? if (str.charAt(0) == '-') { // 如果為負數(shù)
? ? ? ? ? ? negative = true;
? ? ? ? ? ? pos++; // 調(diào)過第一位符號位
? ? ? ? } else if (str.charAt(0) == '+') {
? ? ? ? ? ? pos++; // 調(diào)過第一位符號位
? ? ? ? }
? ? ? ? int number = 0;
? ? ? ? while (pos < str.length()) {
? ? ? ? ? ? number *= 10;
? ? ? ? ? ? number += (str.charAt(pos) - '0');
? ? ? ? ? ? pos++;
? ? ? ? }?
? ? ? ? return negative ? -number : number; // 如果為負數(shù)則返回對應(yīng)的負數(shù)
? ? }

3、針對錯誤字符的處理

函數(shù)的調(diào)用者可能會傳入一下亂七八糟的字符串,比如“abc23123”,針對這種情況我們也要做對應(yīng)的處理,應(yīng)該給調(diào)用者拋出一個異常,告知其傳入的字符串是非法字符串:

? ? public int strToInt(String str) throws NumberFormatException{
? ? ? ? if (str == null || str.contentEquals("")) { // 如果傳入的字符串為空對象或者傳入的字符串為空字符串,則拋出異常
? ? ? ? ? ? throw new NumberFormatException("null or empty string"); // 這里直接利用java封裝好的異常類,當(dāng)然我們也可以自己封裝異常類,面試官要考察的不是對異常類的封裝,而是你要知道要處理異常情況
? ? ? ? }
? ? ? ? boolean negative = false; // negative為true表示是負數(shù),反之為正數(shù)
? ? ? ? int pos = 0;
? ? ? ? if (str.charAt(0) == '-') { // 如果為負數(shù)
? ? ? ? ? ? negative = true;
? ? ? ? ? ? pos++; // 調(diào)過第一位符號位
? ? ? ? } else if (str.charAt(0) == '+') {
? ? ? ? ? ? pos++; // 調(diào)過第一位符號位
? ? ? ? }
? ? ? ? int number = 0;
? ? ? ? while (pos < str.length()) {
? ? ? ? ? ? if (str.charAt(pos) >= '0' && str.charAt(pos) <= '9') { // 只有字符在'0'到'9'的范圍內(nèi),才算正確的字符
? ? ? ? ? ? ? ? number *= 10;
? ? ? ? ? ? ? ? number += (str.charAt(pos) - '0');
? ? ? ? ? ? ? ? pos++;?
? ? ? ? ? ? } else {
? ? ? ? ? ? ? ? throw new NumberFormatException("invalid string"); // 當(dāng)字符是其他字符時,拋出異常告知調(diào)用者傳入的字符串錯誤
? ? ? ? ? ? }
? ? ? ? }?
? ? ? ? return negative ? -number : number; // 如果為負數(shù)則返回對應(yīng)的負數(shù)
? ? }

4、針對整形數(shù)據(jù)超出范圍的處理

調(diào)用者傳入的字符串可能是一個很長的字符串,轉(zhuǎn)換為整數(shù)可能超出了整數(shù)的存儲范圍,比如“12345678674324334”,在這種情況下,我們要拋出一個異常告知調(diào)用者傳入的字符串超出了整形的范圍:

? ? public int strToInt(String str) throws NumberFormatException{
? ? ? ? if (str == null || str.contentEquals("")) { // 如果傳入的字符串為空對象或者傳入的字符串為空字符串,則拋出異常
? ? ? ? ? ? throw new NumberFormatException("null or empty string"); // 這里直接利用java封裝好的異常類,當(dāng)然我們也可以自己封裝異常類,面試官要考察的不是對異常類的封裝,而是你要知道要處理異常情況
? ? ? ? }
? ? ? ? boolean negative = false; // negative為true表示是負數(shù),反之為正數(shù)
? ? ? ? int pos = 0;
? ? ? ? if (str.charAt(0) == '-') { // 如果為負數(shù)
? ? ? ? ? ? negative = true;
? ? ? ? ? ? pos++; // 調(diào)過第一位符號位
? ? ? ? } else if (str.charAt(0) == '+') {
? ? ? ? ? ? pos++; // 調(diào)過第一位符號位
? ? ? ? }
? ? ? ? int limit = negative ? (-Integer.MIN_VALUE) : Integer.MAX_VALUE;
? ? ? ? int mult = limit / 10; // 記錄最大數(shù)/10,讓number和這個數(shù)比較,如果大于它,則number * 10肯定也就大于最大數(shù)
? ? ? ? int number = 0;
? ? ? ? while (pos < str.length()) {
? ? ? ? ? ? if (str.charAt(pos) >= '0' && str.charAt(pos) <= '9') { // 只有字符在'0'到'9'的范圍內(nèi),才算正確的字符
? ? ? ? ? ? ? ? if (number > mult) {// 讓number和mult比較,如果大于它,則number * 10肯定也就大于最大數(shù)
? ? ? ? ? ? ? ? ? ? throw new NumberFormatException("input string beyond int size");
? ? ? ? ? ? ? ? }
? ? ? ? ? ? ? ? number *= 10;
? ? ? ? ? ? ? ? int digit = str.charAt(pos) - '0';
? ? ? ? ? ? ? ? if (number > limit - digit) { // 這里不能用number + digit > limit來判斷,因為number + digit可能超出整數(shù)的存儲范圍,相加后的數(shù)可能是一個負數(shù),但是limit - digit肯定不會超出
? ? ? ? ? ? ? ? ? ? throw new NumberFormatException("input string beyond int size");
? ? ? ? ? ? ? ? } else {
? ? ? ? ? ? ? ? ? ? number += digit;
? ? ? ? ? ? ? ? }
? ? ? ? ? ? ? ? pos++;
? ? ? ? ? ? } else {
? ? ? ? ? ? ? ? throw new NumberFormatException("invalid string"); // 當(dāng)字符是其他字符時,拋出異常告知調(diào)用者傳入的字符串錯誤
? ? ? ? ? ? }
? ? ? ? }?
? ? ? ? return negative ? -number : number; // 如果為負數(shù)則返回對應(yīng)的負數(shù)
? ? }

上面的代碼中,我們判斷number是否會超出最大整數(shù)時首先是先讓其(最大整數(shù)/10)的值比較,而不是讓其乘以10與最大整數(shù)比較,這是因為number * 10如果超出了整數(shù)范圍,則會造成數(shù)據(jù)溢出,其得到的值可能是一個負數(shù),而(最大整數(shù)/10)的值是不會數(shù)據(jù)溢出的,這也是一個小細節(jié)。可能你以為這樣這個函數(shù)就完美了,但是現(xiàn)在我要告訴你,上面的寫法是錯誤的。

為什么呢?這要從整數(shù)的范圍說起,整數(shù)的取值范圍是(-2^31)至(2^31 - 1),從絕對值的角度看,最小負數(shù)相比于最大正數(shù)大1。所以上面代碼中(-Integer.MIN_VALUE)會超出整形的范圍,造成數(shù)據(jù)溢出,也就是說上面的代碼對負數(shù)最小范圍的限制的處理是錯誤的。那么怎么解決這個問題呢?

我們換個角度思考,最小負數(shù)的絕對值比最大正數(shù)的絕對值大1,那(-Integer.MAX_VALUE)的值肯定不會超出整數(shù)的范圍,我們現(xiàn)在的程序是以正數(shù)的方式處理,如果反過來已負數(shù)的方式處理,問題不就解決了嗎?修改代碼如下:

? ? public int strToInt(String str) throws NumberFormatException{
? ? ? ? if (str == null || str.contentEquals("")) { // 如果傳入的字符串為空對象或者傳入的字符串為空字符串,則拋出異常
? ? ? ? ? ? throw new NumberFormatException("null or empty string"); // 這里直接利用java封裝好的異常類,當(dāng)然我們也可以自己封裝異常類,面試官要考察的不是對異常類的封裝,而是你要知道要處理異常情況
? ? ? ? }
? ? ? ? boolean negative = false; // negative為true表示是負數(shù),反之為正數(shù)
? ? ? ? int pos = 0;
? ? ? ? if (str.charAt(0) == '-') { // 如果為負數(shù)
? ? ? ? ? ? negative = true;
? ? ? ? ? ? pos++; // 調(diào)過第一位符號位
? ? ? ? } else if (str.charAt(0) == '+') {
? ? ? ? ? ? pos++; // 調(diào)過第一位符號位
? ? ? ? }
? ? ? ? int limit = negative ? Integer.MIN_VALUE : (-Integer.MAX_VALUE);
? ? ? ? int mult = limit / 10;
? ? ? ? int number = 0;
? ? ? ? while (pos < str.length()) {
? ? ? ? ? ? if (str.charAt(pos) >= '0' && str.charAt(pos) <= '9') { // 只有字符在'0'到'9'的范圍內(nèi),才算正確的字符
? ? ? ? ? ? ? ? if (number < mult) {
? ? ? ? ? ? ? ? ? ? throw new NumberFormatException("input string beyond int size");
? ? ? ? ? ? ? ? }
? ? ? ? ? ? ? ? number *= 10;
? ? ? ? ? ? ? ? int digit = str.charAt(pos) - '0';
? ? ? ? ? ? ? ? if (number < limit + digit) {
? ? ? ? ? ? ? ? ? ? throw new NumberFormatException("input string beyond int size");
? ? ? ? ? ? ? ? } else {
? ? ? ? ? ? ? ? ? ? number -= digit;
? ? ? ? ? ? ? ? }
? ? ? ? ? ? ? ? pos++;
? ? ? ? ? ? } else {
? ? ? ? ? ? ? ? throw new NumberFormatException("invalid string"); // 當(dāng)字符是其他字符時,拋出異常告知調(diào)用者傳入的字符串錯誤
? ? ? ? ? ? }
? ? ? ? }?
? ? ? ? return negative ? number : -number;
? ? }

OK,現(xiàn)在我們把能夠想到的異常情況處理了。再來考慮一個問題,為什么整形數(shù)據(jù)的范圍是(-2^31)至(2^31 - 1),最小負數(shù)的絕對值比最大正數(shù)的絕對值要大1呢?

5、int數(shù)據(jù)范圍的討論

我們知道,一個int類型占四個字節(jié),也就是32位,其中第一位是符號位,符號位為0表示正數(shù),為1表示負數(shù),其余31位表示數(shù)值。正常來說int類型的數(shù)據(jù)范圍應(yīng)該是(-2^31-1)到(2^31-1),為什么負數(shù)會多一位呢?

我們首先看一下Java代碼中對Integer.MAX_VALUE和Integer.MIN_VALUE的定義:

? ? /**
? ? ?* A constant holding the minimum value an {@code int} can
? ? ?* have, -2<sup>31</sup>.
? ? ?*/
? ? public static final int ? MIN_VALUE = 0x80000000;
?
? ? /**
? ? ?* A constant holding the maximum value an {@code int} can
? ? ?* have, 2<sup>31</sup>-1.
? ? ?*/
? ? public static final int ? MAX_VALUE = 0x7fffffff;

原碼、反碼、補碼

我們知道,在計算機中,數(shù)據(jù)都是以二進制的形式存儲的,比如,數(shù)字10,其二進制形式就是1010。

一個字節(jié)有8位,每位可以存儲一個01字符,byte類型占1個字節(jié),也就是8位,其中,最高位是符號位,用來表示數(shù)值是正數(shù)還是負數(shù),符號位為0表示正數(shù),符號位為1表示負數(shù)。我們先來看一下原碼、反碼、補碼的定義:

  • 原碼:符號位加上真值的絕對值, 即用第一位表示符號, 其余位表示值。
  • 反碼:正數(shù)的反碼是其本身;負數(shù)的反碼是在其原碼的基礎(chǔ)上, 符號位不變,其余各個位取反。
  • 補碼:補碼的表示方法是:正數(shù)的補碼就是其本身;負數(shù)的補碼是在其原碼的基礎(chǔ)上, 符號位不變, 其余各位取反, 最后+1。 (即在反碼的基礎(chǔ)上+1)

正數(shù)的原碼、反碼、補碼都是其本身;負數(shù)的反碼是在其原碼的基礎(chǔ)上,符號位不變,其余個位取反,負數(shù)的補碼是其反碼的基礎(chǔ)上+1。

舉例說明(下面都以byte類型進行舉例):

數(shù)據(jù)原碼反碼補碼
10000010100000101000001010
-10100010101111010111110110

計算機中,數(shù)據(jù)都是以補碼的形式存儲的。為什么要以補碼的形式存儲呢?有兩個原因:

1、如果數(shù)值以補碼的形式保存,對一個數(shù)進行求補運算,可以得到其相反值

求補運算:將一個數(shù)(包括正數(shù)和負數(shù))所有二進制位(包括符號位和數(shù)值位)取反,然后在最低位加上1。

為什么對一個數(shù)進行求補運算,可以得到其相反值呢?我們先來分析一下求補運算的定義,現(xiàn)將所有的二進制取反,然后+1,首先一個數(shù)和它所有位取反得到的數(shù)相加,其結(jié)果肯定是11111111,這是因為它們每一位都不一樣,然后將結(jié)果+1,即11111111 + 1,結(jié)果是1 00000000,最高位的1已經(jīng)溢出,換種方式說,如果以f(n)表示對n進行求補運算,那么對于任意的范圍內(nèi)的數(shù),可以得到:

n + f(n) = 1 00000000

f(n) = 1 00000000 - n

而對于一個正數(shù)來說,對其進行求補運算其實得到的就是它的相反數(shù)的補碼(負數(shù)的補碼符號位保持不變,其他為全部取反再+1,因為正數(shù)和負數(shù)的符號位本來就不一樣,所以對一個正數(shù)進行求補其實得到的就是它的相反數(shù)的補碼)。

那么對于一個負數(shù)來說呢?對其進行求補運算是否能夠得到其對應(yīng)的正數(shù)的補碼呢?

假設(shè)n>0,根據(jù)上面可知:

f(n) = 1 00000000 - n

對f(n)進行求補運算,有:

f(f(n)) = f(1 00000000 - n) = 1 00000000 - (1 00000000 - n) = n

其中,1 00000000 - n表示n對應(yīng)負數(shù)的補碼,對其進行求補運算得到的就是n,正數(shù)的補碼就是其原碼。

由上可知:如果數(shù)值以補碼的形式保存,對一個數(shù)進行求補運算,可以得到其相反值,即:f(n) = -n

2、方便減法運算

如果數(shù)值以補碼的方式存儲,可以將減法變?yōu)榧臃ǎ∪チ藴p法器,通過上面的推導(dǎo),如果數(shù)據(jù)以補碼的方式存儲,以f(n)表示對n進行求補運算,可以得到:

f(n) = -n

那么現(xiàn)在我們需要計算m - n,應(yīng)該要怎么計算呢?如果以補碼的方式存儲,那么就有:

m - n = m + (-n) = m + f(n)

也就是說,減去一個數(shù)只需要加上對其進行求補運算后得到的值即可。

3、使用補碼存儲數(shù)據(jù),可以對任意的兩個數(shù)直接進行相加運算,不用考慮符號位

4、通過補碼形式存儲,規(guī)定10000000對應(yīng)的負數(shù)的最小值,也就是-128。

由上面可知,如果是byte類型,數(shù)據(jù)范圍應(yīng)該為[-128,127],最小負數(shù)要比最大正數(shù)多一位。

小結(jié)一下

我們在寫代碼時,不能僅僅注意代碼的功能,還要考慮到代碼的魯棒性,比如參數(shù)的正確性、參數(shù)的范圍以及異常情況的處理等等。只有這樣,我們寫出的程序才能更加健壯,這也是一個優(yōu)秀開發(fā)者的基本素質(zhì)。

以上為個人經(jīng)驗,希望能給大家一個參考,也希望大家多多支持腳本之家。

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