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Java的字符串转int算法讲解

flyfish 2021年04月02日 编程语言 186 0

面T家,被要求实现一个字符串转整型数的算法,当时手写有点遗漏,现在回头来看看jdk的实现。
常用的是Integer.valueOf方法来实现转换:

    public static Integer valueOf(String s) throws NumberFormatException {
     
        return Integer.valueOf(parseInt(s, 10)); 
    } 

默认会调用parseInt方法进行转换,参数中的10说明是按照10进制进行转换的。

看看parseInt方法:

    public static int parseInt(String s, int radix) 
                throws NumberFormatException 
    {
     
        if (s == null) {
     
            throw new NumberFormatException("null"); 
        } 
 
        if (radix < Character.MIN_RADIX) {
     
            throw new NumberFormatException("radix " + radix + 
                                            " less than Character.MIN_RADIX"); 
        } 
 
        if (radix > Character.MAX_RADIX) {
     
            throw new NumberFormatException("radix " + radix + 
                                            " greater than Character.MAX_RADIX"); 
        } 
 
        int result = 0; 
        boolean negative = false; 
        int i = 0, len = s.length(); 
        int limit = -Integer.MAX_VALUE; 
        int multmin; 
        int digit; 
 
        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); 
                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; 
    } 

首先看到5-17行是边界检查:

  • 如果字符串s是空指针,直接抛异常
  • 如果进制小于最小进制(常量定义为2),抛异常
  • 如果进制大于最大进制(常量定义为36),抛异常

接下来19-24行是局部变量定义,这里需要注意一个就是limit被赋值为int表示的最大正整型数的负值,也就是-2147483647

再往下看到26-38行,如果字符串s长度大于0,那么首先看看首字符:

  • 如果首字符小于字符0,那么可能是符号 + 或者 - ,要区别对待了
    • 如果是符号 - ,说明是个负数,将布尔值变量negative设置为true,并将limit设置为int型整数的下限值,也就是==-2147483648==
    • 如果首字符不是符号 +,说明首字符既不是数字也不是符号,则抛出异常
  • 再接下来看,如果首字符是符号 - 或者 +,但是字符串长度只有1,也就是说只有一个符号,那么也是不能够转为整型数的,直接抛异常

再往下39-54行
局部变量mulmin赋值为limit除以当前转换的进制。接下来是一个循环,i代表处理的字符串的位数。
用局部变量digit记录字符串s第i位数字的相应进制的值,接下来又是一些判断了:

  • 如果digit小于0,抛异常
  • 如果result变量小于mulmin,抛异常,这里可以限制之后的乘法操作肯定不溢出;之后result变量乘以当前转换进制。(如果result小于mulmin也就是limit/radix了,那么后面的乘以radix肯定就会小于limit,对于负数就超过了Integer的范围,对于正数也是超过了Integer.MAX_VALUE
  • 如果此时result小于limit加上digit,抛异常,这里可以限制之后的减法操作不会溢出;之后result变量减去digit的值。(这个抛异常和上一条原因类似,也是为了防止溢出)

最后58行,如果negative为true,则直接返回result,否则返回负的result。
这个有点意思,如果是负数直接输出,如果是正数反而是用负数取负,负负得正来表示的
个人觉得应该是整型数从绝对值来看,负数的范围比正数大1,如果用result += digit这样来进行计算的话,那么最小值-2147483648会无法被正确转换。因为2147483640+8会得到-2147483648,然后再取负数的话,就变成0了。但是使用-=来计算,因为负数的范围更大,因此正数是可以全部表示出来的,而且不管是+0还是-0都不会有问题,都可以得到数值0

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