Integer三個(gè)toString()

在Integer源碼中有三個(gè)toString()方法

    1、public String toString() 
    2、public static String toString(int i)
    3、public static String toString(int i, int radix)

其中1繼承至object類,
完整代碼為:

    public String toString() {
        return toString(value);
    }

在return會(huì)進(jìn)入第2個(gè)toString方法,源碼為

    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(buf, true);
    }

可以看到判斷

    public static final int   MIN_VALUE = 0x80000000;

    if (i == Integer.MIN_VALUE)
            return "-2147483648";
16進(jìn)制的MIN_VALUE換算成10進(jìn)制等于2147483648,可為什么當(dāng)i==2147483648時(shí),返回的字符串要加上負(fù)數(shù)呢?

這是因?yàn)镮nteger在計(jì)算機(jī)中用4個(gè)字節(jié)表示,每個(gè)字節(jié)8位,即:

00000000 00000000 00000000 00000000

其中正數(shù)范圍為1~2^31,因?yàn)榈谝晃挥脕肀硎菊?fù)符號(hào),所以只有31位
同理負(fù)數(shù)也為1~2^31,
那么會(huì)多出兩個(gè)碼

00000000 00000000 00000000 00000000
10000000 00000000 00000000 00000000

其中第一個(gè)表示為0,第二個(gè)表示為-2147483648(這跟原碼補(bǔ)碼反碼的知識(shí)有關(guān),這也是Integer取值范圍為-2^31 ~2^31-1的原因,負(fù)數(shù)比正數(shù)多一個(gè)值)

繼續(xù)源碼

        int size = (i < 0) ? stringSize(-i) + 1 : stringSize(i);
        char[] buf = new char[size];
        getChars(i, size, buf);
        return new String(buf, true);

其中stringsize源碼為:

    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;
    }

它會(huì)返回參數(shù)x的位數(shù),比如20(2位)返回2,340(3位)返回3

int size = (i < 0) ? stringSize(-i) + 1 : stringSize(i);

那么size的意圖也很明顯了,如果負(fù)數(shù)先轉(zhuǎn)為正數(shù),求值后+1因?yàn)橐娣咆?fù)號(hào)"-"

接下來進(jìn)入getchar

      int charPos = index;
      while (i >= 65536) {
            q = i / 100;
        // really: r = i - (q * 100);
            r = i - ((q << 6) + (q << 5) + (q << 2));
            i = q;
            buf [--charPos] = DigitOnes[r];
            buf [--charPos] = DigitTens[r];
        }

當(dāng)輸入的i大于65535時(shí)會(huì)先執(zhí)行這么一段方法,
舉例輸入為765432,則charPos=6(位數(shù)),q為7654,q << 6 則是把q放大2^6倍
((q << 6) + (q << 5) + (q << 2))即為放大q為64+32+4=100倍
則此時(shí)r=32,i等于7654
DigitOnes和DigitTens是兩個(gè)設(shè)計(jì)巧妙的數(shù)組

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',
        } ;

    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',
        } ;

它會(huì)把r的個(gè)位和十位取出來
此時(shí)buf 的值為:

[0,0,0,0,3,2] 

接下來則繼續(xù)執(zhí)行

        for (;;) {
            q = (i * 52429) >>> (16+3);
            r = i - ((q << 3) + (q << 1));  // r = i-(q*10) ...
            buf [--charPos] = digits [r];
            i = q;
            if (i == 0) break;
        }

其中2^19=524288, 52429/524288=0.1000003814697265
也就是q = i/10的意思,此時(shí)i為7654,則q為765
為什么不直接寫i/10而要拐外抹角寫這么復(fù)雜呢?這是因?yàn)槌撕臀灰频男试谟?jì)算機(jī)運(yùn)算中要比除高效,而為什么位移19位是因?yàn)?9是在Interger范圍內(nèi)精度最接近0.1的。
類似的可以看

2^18=262144, 26215/262144  =0.10000228881835938
2^19=524288, 52429/524288  =0.1000003814697265
2^20=262144, 104858/1048576=0.1000003814697265

繼續(xù)源碼,r則會(huì)取出個(gè)位上的數(shù),反復(fù)循環(huán)如此得到buf數(shù)組

r = i - ((q << 3) + (q << 1));  // r = i-(q*10) ...

最后調(diào)用return new String(buf, true),即完成了第二個(gè)toString方法

接下來我們看第三個(gè)toString方法

public static String toString(int i, int radix)

第三個(gè)toString支持進(jìn)制轉(zhuǎn)換,限制為MIN_RADIX=2,MAX_RADIX=36

if (radix < Character.MIN_RADIX || radix > Character.MAX_RADIX)
            radix = 10;

MIN_RADIX=2很好理解,當(dāng)進(jìn)制為1時(shí)沒有意義,
MAX_RADIX為36則是因?yàn)閿?shù)字加上26個(gè)字母一共36個(gè),實(shí)際上可以用大寫字母繼續(xù)擴(kuò)充,這里理解為jdk只支持到36位

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'
    };

當(dāng)radix為10時(shí),直接調(diào)用第二個(gè)toString方法

        /* Use the faster version */
        if (radix == 10) {
            return toString(i);
        }

接下來源碼:

        char buf[] = new char[33];
        boolean negative = (i < 0);
        int charPos = 32;

        if (!negative) {
            i = -i;
        }

        while (i <= -radix) {
            buf[charPos--] = digits[-(i % radix)];
            i = i / radix;
        }
        buf[charPos] = digits[-i];

        if (negative) {
            buf[--charPos] = '-';
        }

我們可以知道Integer的2進(jìn)制一共4*8-1為31位,算上符號(hào)也只用32位,為什么new char[33]需要33位呢?這是因?yàn)槲覀兩厦嬲f的特殊補(bǔ)碼

10000000000000000000000000000000

它表示的是-2147483648,而2147483648占用了32位,加上符號(hào)一共就需要32位了。

       if (!negative) {
            i = -i;
        }

這里將i統(tǒng)一轉(zhuǎn)換成負(fù)數(shù)處理,與第二個(gè)toString不同,第二個(gè)toString是統(tǒng)一轉(zhuǎn)換成正數(shù)處理。這里我認(rèn)為統(tǒng)一轉(zhuǎn)換成正數(shù)也可以,后續(xù)就是普通的進(jìn)制轉(zhuǎn)換算法。
至此,3個(gè)toString方法就全部說完了。

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