这一篇主要介绍Java中经常使用的整数类型 - Integer
首先来说一下位运算,位运算应用是非常广的。无论是名企的笔试、面试,还是Java的源代码,这种应用随处可见。关于位运算我不想说太多,可以给大家推荐一篇非常不错的博文,地址如下:
http://blog.csdn.net/morewindows/article/details/7354571
同样,在Integer.java类的源代码中,Java的设计师们为了提高效率使用了大量的位运算,首先来看一个简单的进制转换源代码:
//无符号整数 16进制,向右移动4位
public static String toHexString(int i) {
return toUnsignedString(i, 4);
}
//无符号整数 8进制,向右移动3位
public static String toOctalString(int i) {
return toUnsignedString(i, 3);
}
//无符号整数 2进制,向右移动2位
public static String toBinaryString(int i) {
return toUnsignedString(i, 1);
}
// 对无符号整数进行转换
private static String toUnsignedString(int i, int shift) {
char[] buf = new char[32];
int charPos = 32;
int radix = 1 << shift;
int mask = radix - 1;
do {
buf[--charPos] = digits[i & mask];
i >>>= shift;//i=i>>>shift
} while (i != 0);
return new String(buf, charPos, (32 - charPos));
}
可以看一下对于10进制无符号整数的进制转换。由于缺少边界等的检查,所以toUnsignedString()方法并没有公开,而是提供了多个常用进制转换的方法。最后返回了转换后的字符串表示形式。至于
源码中为什么要定义一个32的字符数组后面将会分析到。
我们知道,Java中的int数值类型占用4个字节,有时候需要对表示一个int数值的4个字节做一些特殊的处理,如字节反转、位反转等,源代码如下:
// 将4个字节的顺序进行逆转,并不是对位进行逆转
public static int reverseBytes(int i) {
return ((i >>> 24) ) |
((i >> 8) & 0xFF00) |
((i << 8) & 0xFF0000) |
((i << 24));
}
// 对位进行逆转
public static int reverse(int i) {
// HD, Figure 7-1
i = (i & 0x55555555) << 1 | (i >>> 1) & 0x55555555;
i = (i & 0x33333333) << 2 | (i >>> 2) & 0x33333333;
i = (i & 0x0f0f0f0f) << 4 | (i >>> 4) & 0x0f0f0f0f;
i = (i << 24) | ((i & 0xff00) << 8) |
((i >>> 8) & 0xff00) | (i >>> 24);
return i;
}
大家可以好好研究一下如上的代码是怎么实现他们的功能的。继续看下面的两个方法:
public static int highestOneBit(int i) {
// HD, Figure 3-1
i |= (i >> 1);
i |= (i >> 2);
i |= (i >> 4);
i |= (i >> 8);
i |= (i >> 16);
return i - (i >>> 1);
}
public static int lowestOneBit(int i) {
return i & -i;
}
highestOneBit()作用是取 i 这个数的二进制形式最左边的最高一位且高位后面全部补零,最后返回int型的结果。而lowestOneBit()自然就是取最右边的第一位1,其前面全部置0后的结果。代码类中还提供了其他的一些方法,这些方法也大量用到了位操作,有兴趣的可以自己去看一下。
来看一下类中的其他重要的方法。
// 如下的这些ASCII字符可能会表示为数字.26个字符和10个数字,加起来是36
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'
};
public static String toString(int i, int radix) {
// 基数的取值必须在一个范围
if (radix < Character.MIN_RADIX || radix > Character.MAX_RADIX)
radix = 10;
/* Use the faster version */
if (radix == 10) {
return toString(i);
}
char buf[] = new char[33];
boolean negative = (i < 0);
int charPos = 32;
// 当i为一个正数时,变为负数
if (!negative) {
i = -i;
}
while (i <= -radix) {
buf[charPos--] = digits[-(i % radix)];
i = i / radix;
}
buf[charPos] = digits[-i];
if (negative) {
buf[--charPos] = '-';
}
return new String(buf, charPos, (33 - charPos));
}
如上源代码片段首先定义了一个digits字符数组,这些数组是可以表示数值类型的。如在十六进制中,a可以表示10,b可以表示11一样,26个字母同样可以代表一个两位数的整数,加上10个数字后,共有32个字符可以用来表示数值。由此可知,Java中支持的最大进制为32,如果大于32,则按10进制进行处理。接下来有一个toString()方法,功能是将十进制的i转换为radix进制的数,并以字符串的形式进行返回。如下测试代码:
System.out.println(Integer.toString(13,19));
System.out.println(Integer.toString(173,29));
运行结果如下:d // 13 5s // 5*29+28
需要注意的是toString()方法的实现代码,可以看到对于一个有符号数i,都是转换为负数来进行进制转换的,这样可以统一进行有符号数的处理。那么可不可以转换为正数进行处理呢?这时候就需要考虑边界的问题了。举个例子,如byte类型,表示的最小整数为-128,而最大的整数为127,这时候将负数转换为正数就会超出类型所表示的范围,在这里的道理是一样的。
继续看另外一个toString()方法的源代码:
public static String toString(int i) {
if (i == Integer.MIN_VALUE)
return "-2147483648";
//举例:如果是9,这时size为1,而如果为-9时,为2,还要存储一个"-"号
int size = (i < 0) stringSize(-i) + 1 : stringSize(i);// 计算出保存整数需要的字符数组大小
char[] buf = new char[size];
getChars(i, size, buf);
return new String(0, size, buf);
}
//如下存储的是10进制的数
final static int [] sizeTable = { 9, 99, 999, 9999, 99999, 999999, 9999999,
99999999, 999999999, Integer.MAX_VALUE };// 最大的MAX_VALUE为2147483647
// Requires positive x
static int stringSize(int x) {
for (int i=0; ; i++)
if (x <= sizeTable[i])
return i+1;
}
功能就是将一个有符号的整数转换为字符串,首先是将这个整数转换为字符数组,然后将这个字符数组转换为字符串,getChars()方法的源代码如下:
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', '